生物活性炭运行过程中的强度变化规律及机理

作者：冯昌龙; 庄星宇; 王慕; 张晶晶; 刘成^*

来源：净水技术, 2022, 41(12): 37-85.

DOI：10.15890/j.cnki.jsjs.2022.12.005

• 饮用水
• 生物活性炭
• 耐压强度
• 耐磨强度
• 粒度
• 变化规律

长期运行过程中，生物活性炭(BAC)强度下降会形成“炭粉层”,引发生物泄露和浑浊度反弹现象。在已有的BAC池失效研究中，强度并未引起足够的重视。文中对使用压块破碎炭、柱状炭和再生柱状炭的3座自来水厂的BAC池进行了长期跟踪监测，并建立中试装置进行累积反冲试验。监测结果表明，投入运行的前24个月，BAC强度降低速度最快。3种炭中，柱状炭的平均强度下降最快，再生柱状炭的平均强度下降最慢。炭池表层BAC强度低，底层BAC强度高，运行10年后两者差距为5%～15%,且随运行时间增加而增大。粒度的变化规律表明，强度的减小与运行中的颗粒碰撞、迁移有关；中试试验论证了反冲碰撞、污染物的吸附加快了强度的衰减。在此基础上，应用材料力学及经典赫兹弹性理论分别解释了炭粒耐磨强度、耐压强度的衰减机理，并考虑了包括微生物在内的其他因素造成的强度衰减及安全隐患。综合以上结论，提出了强度评价的建议及针对“炭粉”现象及“刮炭”操作的指导。

• 单位
  河海大学