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水處理分為上水處理和下水處理：上水通常指生活用水、工業(yè)用水、純水等經(jīng)過人工處理后使用的水；下水通常指生活污水、工業(yè)污水等。

水中的污染物大致分為無機污染物和有機污染物兩類。無機污染物主要是重金屬，如鉻、鉛、汞等以及氰化物和放射性物質(zhì)。有機污染物主要指耗氧有機物（BOD、COD）、酚類有機物、含磷和含氮有機物。今天，小編帶大家主要了解下上水的活性炭處理應(yīng)用。

上水的活性炭處理

1.自來水廠的深度處理

由于有些地面水源水質(zhì)變差和飲用水水質(zhì)的要求提高，在常規(guī)的水處理基礎(chǔ)上，自來水廠的處理工藝都向深度處理發(fā)展，活性炭因其強吸附性能而應(yīng)用于自來水的深度處理，很多國家的水廠都采用了此項工藝，例如早在法國的Mery Snoisee水廠、莫桑水廠，英國低色度水慢濾工藝水廠，瑞士蘇黎世水廠，德國的Mulheim-Ruhr水廠等工藝流程中都有活性炭處理工序。

20世紀(jì)60年代以前，臭氧氧化法被當(dāng)作與加氯消毒相應(yīng)的一種消毒方法。后來發(fā)現(xiàn)在水廠采用氯消毒時，會造成氯與水中有機物形成三氯甲烷的危害。然而研究表明，用臭氧氧化法時，當(dāng)臭氧量不足會產(chǎn)生對人體有害的誘變劑和致癌物。國際上較普遍采用臭氧技術(shù)，廣泛應(yīng)用此技術(shù)的當(dāng)屬法國。投加臭氧的位置有兩種，一種是在濾池之后，主要作消毒劑使用；另一種是在原水中投加一次，在普通濾池之后、活性炭濾池之前再加一次。一次投加作為消毒劑用，二次投加起生物活性炭的作用。

我國有些水廠開始應(yīng)用臭氧與活性炭濾池聯(lián)合使用的生物活性炭法。實踐表明，有如下作用：能去除水中溶解的有機物；能降低UV的吸收值，降低水中總有機碳（total organic carbon，TOC）、化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）及氯的含量；能降低進水中三鹵甲烷前體；對色度、鐵、錳、酚有去除效果；能使致突變實驗（Ames）試驗為陽性的水分顯陰性。

顯然，生物活性炭法是當(dāng)前去除水中有機物的方法中較為有效的一種深度處理方法，但此法的應(yīng)用因其耗電量較大等缺點而受到限制。

活性炭用于去除致臭物質(zhì)，早已有之，而且常常成為較有效的處理方法。1978年美國環(huán)境保護局（EPA）曾建議美國的所有城市，當(dāng)供水人口大于75000人時，給水處理系統(tǒng)都需要使用顆?；钚蕴俊Ｃ绹h(huán)保委員會為了保護飲水不被苯、甲苯、氯仿等有機物所污染，曾投資150萬美元建造了兩座活性炭吸附裝置，每個吸附塔一次填裝顆?；钚蕴?t，每天可處理飲水100萬加侖（3.78541×10⁶L）。

粉狀活性炭有如下幾種投加方式：可在沉淀以前投加或者隨后在進入快濾池之前投加,這兩種投加方式都需要使活性炭有足夠長的接觸時間；也可分別由兩個或更多的投加點投加；也可使用流化床裝置。在較大的裝置中，可用塵埃控制干加系統(tǒng)投加活性炭，也可用水加炭的炭漿投加，投加量控制在5-50mg/L之間。

粉狀活性炭的使用通常是一次性的，雖然粉炭便宜，但如消耗大，則應(yīng)考慮到經(jīng)濟效益和環(huán)保問題，也有必要回收利用。例如有一種氧化法能成功地將活性污泥/粉狀活性炭的糊狀物予以再生。

粒炭的使用日漸增多，其再生損耗不超過5%。但也有使用強度差、便宜的粒炭，用過的廢炭有可能重新加工成為粉炭。粒炭以裝在凈化工序之后為佳，其好處是：一些有機物質(zhì)已由混凝和沉淀（澄清）工藝去除，既減輕了活性炭的負擔(dān)，又延長了操作壽命；降低了活性炭被顆粒狀雜質(zhì)和混凝劑絮體的堵塞程度。

2.去除鹵代甲烷

氯仿是由氯和地面水中的天然有機物組成，如腐殖質(zhì)和灰黃霉素類反應(yīng)而成。研究證實水中若含有10mg/L的有機物，如單寧酸、腐殖酸、葡萄糖、香草酸、棓酸，則會與10mg/L的氯迅速起氯化反應(yīng)，在開始的2h內(nèi)生成約90%的氯仿。飲水中在使用氯作殺菌處理時會帶來微量的鹵化烴，尤其是三鹵甲烷（THM），需要引起重視，因為這些化合物會引發(fā)膀胱癌。

考慮到鹵化烴對健康的嚴(yán)重危害性，美國曾對30個大城市和11590個城鎮(zhèn)的給水進行調(diào)查，指出飲用經(jīng)氯化消毒后的地面水，可能對人體健康造成潛在的危險。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，長期飲用加氯消毒的水的人，其死于消化和泌尿系統(tǒng)癌癥的危險性更大。

活性炭可去除三鹵甲烷，曾用粒狀炭試驗，在pH=7，溫度24℃，接觸24h后，對氯仿的吸附量為16.5μg/g，對三溴甲烷的吸附量為185.0μg/g。

3.飲用水的凈化

隨著水源污染的程度不斷加大，可飲用水日漸減少，質(zhì)量不斷下降，引起了世界各國的密切關(guān)注，飲用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)也隨之不斷地進行修改和增訂。呂錫武、嚴(yán)煦世在1986年的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-85）的基礎(chǔ)上提出“優(yōu)良飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則”建議稿，水質(zhì)指標(biāo)有52項，其中34項為GB5749-85中的項目，增加的項目有1，2-二氯乙烷、1，2-二氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烯、五氯酚、2，4，6-三氯酚、艾氏劑-狄氏劑、氯丹、七氯和七氯氧化物、六氯苯、林丹、甲氧DDT、炭氯仿萃?。–CE）和致突變試驗（Ames和SOS試驗）以及兩項口味指標(biāo)（二氧化碳和溫度），并指出至少有26種元素是人體所需要的，其中11種是主要元素，15種為微量元素，應(yīng)有所考慮。

高質(zhì)量的飲用水有益于人類的健康，要實現(xiàn)飲用水的高質(zhì)量，就需要采用先進的水質(zhì)深度處理技術(shù)，但由于飲用水水量僅占城市自來水總量的較少部分，如果采用高成本的水處理工藝，提高城市全部自來水的水質(zhì)和水價，然后不分用途、水質(zhì)的使用，顯然是不合理，也是不經(jīng)濟的。結(jié)合城市自來水使用分配的實際情況，合理的解決方法是：城市水廠繼續(xù)以常規(guī)工藝提供滿足一般用途的自來水，居民用戶另行采用小型，且能去除致癌、致突變、致畸等污染物的凈化裝置，以自來水為原料作更深度的加工，保證飲用水的高質(zhì)量。這樣既確保了居民的健康，又在居民經(jīng)濟承受能力范圍之內(nèi)。

深色的水會呈藍色或綠色，但水樣常呈黃色或黃棕色，這可能是由于廢水排放或植物分解的殘余物造成的；有時會顯紅綠色，可能由于染料影響，還由于氯加到含有機物的水中會形成三氯甲烷，所以高色度的水含有高濃度的氯化有機物，高色度的水需要使用活性炭降低其色度。

活性炭與其他方法的聯(lián)用可作為凈化飲用水的手段之一。其優(yōu)點有：對三氯甲烷、農(nóng)藥、異臭味、有機物去除有效果；對細菌、氯、鎂、沉淀物能部分去除；對鈣、鐵、鉀等人體有用元素不去除；降低色度；成本不大。在飲用水的處理方法中，一般情況下，離子交換樹脂是無法與活性炭相媲美的，如果要達到一定程度的有機物標(biāo)準(zhǔn)時，活性炭和大孔型陰離子交換樹脂的聯(lián)用技術(shù)是非常有效的。

反滲透工藝去除有機物能力也很好，因其成本過高而無法推廣。超濾雖較便宜，但只是對去除大分子有機物有效，使用范圍受到局限。活性炭一般來說是去除特定有機化合物（包括致味、致臭物質(zhì)等）較廉價的方法。當(dāng)然活性炭的生產(chǎn)要力爭更廉價，力求更廣泛使用。

4.管道供應(yīng)可生飲自來水

管道自來水一般不宜直接生飲，活性炭是可用于管道供應(yīng)“可生飲”自來水的“裝置”。

管道自來水的水質(zhì)要符合國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，達到歐盟水質(zhì)要求，其生產(chǎn)要經(jīng)過四道關(guān)：一過微濾關(guān)（微濾的孔隙為100nm），二過活性炭關(guān)，三過超濾關(guān)（超濾孔隙為10nm），部分還要四過納濾關(guān)（納濾孔隙只有1nm）。經(jīng)過這四道關(guān)后，使大于數(shù)百納米的細菌、寄生蟲、微生物等被阻隔而無法過關(guān)，而小分子量的礦物質(zhì)則得以順利過關(guān)。這樣去除了自來水中的有害污染物，保留了人體所需的鐵、鈣、錳、鋅等。

5.臭氧-活性炭消毒法

在氯化消毒過程中，可能出現(xiàn)痕量氯仿和其他三鹵甲烷等副產(chǎn)品，這些物質(zhì)具有致癌性，早已引起各方關(guān)注。這些痕量物質(zhì)在受污染原水氧化后被檢測出來，也可能由于為去除色度加氯又與水接觸時間過長所致，還有像可起三鹵甲烷母體作用的腐殖酸及類似有機物等。

從消毒處理的觀點出發(fā)，通常有兩種辦法：一是采用其他消毒劑，如不會產(chǎn)生三鹵甲烷的二氧化氯、臭氧等；二是將水通過粒狀活性炭濾池進行吸附，從而減少三鹵甲烷母體作用的有機污染物的含量，還可以應(yīng)用臭氧氧化和生物活性炭聯(lián)用的工藝，效果也很好。預(yù)臭氧化是將那些不易被吸附的有機物變成易被吸附的和可生物降解的化合物。

一般常用活性炭來去除水中有機污染物，如果將活性炭吸附和臭氧氧化結(jié)合使用，有很多好處，例如：

①在活性炭吸附前加臭氧，可以將一些大分子有機污染物氧化為易被活性炭吸附的小分子；

②臭氧通過活性炭濾床，使活性炭上所吸附的有機物氧化分解，起活性炭脫附再生的作用；

③比單獨用臭氧法處理水更能降低臭氧的耗用量；

④既能降低有機污染物的含量，又能去除細菌和病毒。

國外許多國家和我國哈爾濱化工區(qū)地下水、撫順洋河水源和天津紅旗毛紡廠都采用臭氧-活性炭消毒法，效果良好。

水處理中常以臭氧來殺菌消毒，改善色度、味覺和嗅覺，氧化有機物，加強難降解有機物和天然有機物等的生物降解性，改善絮凝效果等，但存在著臭氧利用率不高，成本高和與有機物反應(yīng)有較強的選擇性等問題，其直接應(yīng)用有一定的局限性。以活性炭為催化劑，協(xié)同臭氧作用便可提高臭氧的利用效率和氧化能力，即將臭氧催化轉(zhuǎn)化為氧化性更強而反應(yīng)選擇性低的羥基自由基。