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2022年第12期
• 臭氧-生物活性炭工艺与饮用水安全专刊 •
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
作者单位：河海大学环境学院；无锡市政公用环境检测研究院有限公司
引用本文：冯昌龙,庄星宇,王慕,等.生物活性炭运行过程中的强度变化规律及机理[J].净水技术,2022,41(12):37-45,85.
摘要：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。
关键词：饮用水，生物活性炭，耐压强度，耐磨强度，粒度，变化规律
基金资助：国家科技重大专项(2012ZX07403-001)
