活性炭粉在污水处理中的高效应用与优化策略

一、引言

在污水处理领域，活性炭粉因其出色的吸附性能而成为一种重要的处理介质。本文综合分析了活性炭粉的技术应用、效果评估，并结合实验数据和案例分析，提出具体的优化策略，旨在为环保污水从业人员提供实用的参考和指导。

二、在污水处理厂中，活性炭粉的主要作用：

1.去除有机物：活性炭粉能有效吸附水中的有机污染物，包括难以生物降解的有机物，从而降低污水中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）。

2.脱色和除臭：活性炭粉能够去除水中的色度和异味，改善出水的感官品质。

3.去除重金属：活性炭粉可以吸附水中的重金属离子，如铅、汞、铬等，减少这些有毒物质对环境和人体健康的危害。

4.提高出水水质：通过吸附作用，活性炭粉有助于提高污水处理厂的出水水质，使其达到更高的排放标准或回用要求。

5.应急处理：在污水厂遭遇突发污染事件时，活性炭粉可以作为应急处理措施，快速吸附去除污染物，保护水体不受污染。

6.改善生物处理效果：在某些情况下，活性炭粉可以作为生物处理的补充，通过吸附难降解有机物，提高后续生物处理的效果。

三、活性炭粉的基本特性与吸附机制

活性炭粉是一种多孔性炭质材料，以其高比表面积和丰富的孔隙结构而闻名。这些特性赋予了活性炭强大的物理吸附和化学吸附能力，使其能够有效去除污水中的重金属离子、有机污染物等。

1. 活性炭粉的投加技术

（1）生化池前直接投加粉末活性炭

在生化处理过程中，粉末活性炭（PAC）可以直接投加到曝气池中，这种方法被称为PACT法（粉末活性炭污泥法）。PACT法的操作流程和关键参数如下：

PAC这个缩写在不同的领域有不同的含义，这就是为什么粉末活性炭（Powder Activated Carbon）和聚合氯化铝（Polyaluminum Chloride）都被称为PAC的原因。

粉末活性炭（PAC）：在水处理和环保领域，PAC通常指的是粉末活性炭。这是一种非常细小的炭颗粒，由于其高比表面积，具有很强的吸附能力，能够去除水中的有机物、异味、颜色等污染物。

聚合氯化铝（PAC）：在水处理化学品领域，PAC是指聚合氯化铝，它是一种无机高分子絮凝剂，主要用于城市给排水净化、工业废水处理等，具有絮凝、净化、除磷等功能。

这两种物质虽然都被称为PAC，但它们的化学性质、作用机理和应用场景是完全不同的。粉末活性炭主要用于吸附去除水中的污染物，而聚合氯化铝则主要用于通过絮凝作用去除水中的悬浮物和浊度。这种缩写的共用在不同的专业领域内是常见的，因为它们在各自的领域内都是重要的材料，而缩写可以简化专业术语，便于交流。尽管名称相同，但它们是两种完全不同的化合物，用于水处理的不同阶段和目的。

投加位置：PAC直接投加到曝气池中。

投加量：根据进水流量和水质调整，一般为10-30 mg/L。

搅拌时间：确保PAC与污水充分混合，推荐搅拌时间为15-30分钟。

反应时间：PAC与污水的反应时间建议为2-4小时。

（2）混凝池加药端投加粉末活性炭

在混凝池中，粉末活性炭与混凝剂（如聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM）联合使用，通过吸附与混凝的协同作用，提高COD和TP的去除效率。具体操作如下：

混凝剂与PAC的配比：根据实验数据，推荐PAM与PAC的配比为1:5至1:10。

投加顺序：先投加混凝剂，后投加PAC，以确保混凝剂先行絮凝。

四、活性炭粉在污水处理中的应用效果与数据分析

1. 去除有机物的效果

活性炭对水中溶解性的有机物具有很强的吸附能力，尤其在处理难降解有机物时效果显著。例如，在三级废水处理中，每克活性炭吸附的COD可达到本身质量的百分之几十。

2.深度处理中的应用案例

在一些污水处理厂的应用案例中，活性炭被应用于微砂加炭高效沉淀池中，通过快速搅拌混合与污水中污染物充分接触，利用活性炭物理吸附作用，将难降解的溶解性COD吸附去除。活性炭的投加量可根据进水流量、活性炭投加率及活性炭溶液制备浓度计算得出，其理论活性炭投加率约为100g/m?。

3. 去除难降解有机物和有机磷的效果

在某污水处理厂二级出水粉末活性炭深度处理试验中，投加粉末活性炭和不同药剂组合对二沉池出水中CODCr和TP均有一定去除作用。实验数据显示，当投加10mg/L的粉末活性炭、2.0mg/L的PAM和15mg/L的PAC时，对去除二沉池水中CODCr和TP具有明显的效果。

为了更直观地理解活性炭粉的处理过程和技术细节，我们提供了PACT法的流程图（图1）和操作参数表（表1）。

图1：PACT法流程图表1：PACT法操作参数表

 （1）粗粉活性炭粉（Low Mesh Activated Carbon Powder）

  40-60目：颗粒较粗，适用于初步过滤和较大颗粒物质的去除。

80-100目：中等粒度，适用于一般工业用途和初级水处理。

中等粉活性炭粉（Medium Mesh Activated Carbon Powder）

 120-200目：细度适中，适合大多数水处理应用，能有效去除水中的有机物和异味。

250-300目：较细的粒度，适用于要求较高的水处理和空气净化。

（2）细粉活性炭粉（Fine Mesh Activated Carbon Powder）

350-400目：更细的颗粒，适用于精细的水处理和特定气体的吸附。

425-500目：非常细的颗粒，适用于高要求的工业应用和精密过滤。

超细粉活性炭粉（Ultra-Fine Mesh Activated Carbon Powder）

 600目及以上：超细颗粒，具有极大的比表面积，适用于高端应用，如制药、电子行业和精密空气净化。

每种活性炭粉的目数都对应着特定的应用场景和处理要求。

活性炭粉因其强大的吸附能力，在污水处理中显示出巨大的应用潜力。通过直接在生化池前投加和在混凝池加药端投加的方式，可以有效地提高污水处理效率和出水水质。未来，活性炭粉的应用将进一步优化，以适应更广泛的污水处理需求。