[发明专利]一种强化水中微污染物去除的活性炭多级投加方法

说明书

本发明公开了一种强化水中微污染物去除的活性炭多级投加方法，涉及环境保护技术领域。该方法包括：采用活性炭多级投加的方式，对微污染物‑水混合液进行吸附处理；上述活性炭多级投加过程，投加次数N≥2；上述方法中活性炭总投加量依据活性炭吸附容量以及微污染物目标去除率计算获得；上述微污染物‑水混合液中微污染物包括环状缩醛类化合物。本发明提供的活性炭多级投加方法，通过分步投炭的方法，能有效减少复杂水质条件下背景有机物的竞争，克服了传统单次投炭方式中炭投量大的缺点，提升微污染物吸附去除效果，并且无需与其他工艺结合，操作方便，大大降低活性炭工艺运行成本。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种强化水中微污染物去除的活性炭多级投加方法。

背景技术

水中微污染物的赋存会对人体健康造成危害，其中的致嗅物质也会降低水的感官质量。活性炭吸附是水处理中去除微污染物的主要技术手段之一，而微污染物的活性炭去除效率普遍因水中共存的背景有机物的吸附竞争而大幅降低。水中的背景有机物是一类高度复杂的混合物且其来源丰富如动植物残体的腐殖化产物、水中藻类等浮游生物的代谢产物、人类生产生活中排放的有机物等。同时，背景有机物在水中可以因化学作用（如水解、生物降解等）进一步转化，故其分子组成极其复杂，且不同水中背景有机物的浓度、特性都存在一定差异。由于水中微污染物通常为痕量水平（ng/L~μg/L），而天然水（城市污水）中背景有机物含量较高（mg/L），因此背景有机物通过炭孔堵塞和吸附位点的直接竞争可以显著降低天然水（或城市污水）中微污染物的活性炭吸附去除效率。实际水处理过程中，若要将微污染物浓度降低至阈值以下，需要相当大的活性炭量。一般来说，水厂难以承受高投量活性炭带来的成本压力，同时高投量的活性炭还会堵塞滤池，进一步降低水厂的产水效率。

现有水处理中，活性炭吸附往往采用单次全部投加的方式，背景有机物的强竞争导致活性炭用量普遍偏高。水厂通常采用与其他工艺联用的方式来降低背景有机物的竞争，如：（1）高浓度的臭氧氧化可以去除50%左右的竞争性背景有机物，从而提升微污染物在臭氧处理水中的吸附效果，但高浓度臭氧处理成本较高，同时会产生溴酸盐等有害副产物；（2）高锰酸钾氧化对于竞争性背景有机物的去除效果较差，微污染物在氧化处理水中的吸附效能仅能提升1%~7%，并且高锰酸钾的增加会对工艺运行造成额外的成本负担。联用工艺虽然去除了竞争性有机物，一定程度上提升了微污染物的去除，但额外工艺或药剂投加的设置大大增加了水处理工艺运行的成本。

在先前的研究中发现，背景有机物中小分子疏水性有机物的竞争能力最强，其含量约占总体的8%~25%。这一组分的吸附能力通常较强，在较低的炭投量下已具有较好的吸附效果，并且背景有机物的活性炭吸附过程是高度不可逆的，已吸附背景有机物难以解吸复溶于水中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化水中微污染物去除的活性炭多级投加方法，通过多级投炭的方法，能有效减少复杂水质背景下有机物的竞争，克服了传统单次投炭方式中炭投量大的缺点，提升微污染物的吸附去除效果，并且无需与其他工艺结合，操作方便，大大降低活性炭工艺的运行成本。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种强化水中微污染物去除的方法，包括：采用活性炭多级投加的方式，对微污染物-水混合液进行吸附处理；

上述活性炭多级投加过程，投加次数N≥2；

上述方法中活性炭总投加量依据活性炭吸附容量以及微污染物的目标去除率计算获得；