活性炭过滤器反洗与控制

摘 要：活性炭过滤器是水处理工艺中预处理的主要设备，活性炭过滤器能够吸附原水中的杂质，控制出水的有机物、浊度、余氯等指标，为下一步深度处理提供保障。活性炭过滤器的反洗是活性炭过滤器正常运行的重要保障，反洗的控制又是活性炭过滤器反洗的关键。

关键词：活性炭过滤器；反洗；流量控制

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.034

1 概述

AP1000第三代核电机组对除盐水水质要求非常严格，指标远远高于国内外各类电站用水标准。水质指标由常规电站的三项指标增加到十三项，是当今世界上电站行业中要求最严格的除盐水水质指标。活性炭过滤器是海阳除盐水系统中主要的预处理设备。当原水通过活性炭过滤器时，由于活性炭过滤器中的过滤介质（石英砂、活性炭等）的接触絮凝作用、吸附和截留作用使得原水中的杂质被吸附、截留。通过活性炭过滤器的过滤，可进一步降低原水的总有机物、浊度、余氯等。

2 活性炭过滤器的运行

活性炭过滤器在运行一段时间后需要进行反洗，使活性炭过滤器再次满足产水要求。活性炭过滤器的反洗运行程序有满水、正洗、制水、停运。活性炭过滤器开启前必须将过滤器充满水，即先开启进水阀、排气阀等M水后冲洗一段时间，然后关闭正洗排水阀，转入正常运转。运行一段时间后，活性炭的吸附能力减弱，产水水质余氯和浊度都没有满足要求，因此要对活性炭进行反洗。活性炭过滤器的反洗程序有反洗排气、反洗、正洗、系统备用。然而活性炭的反洗过程是活性炭过滤器正常运行的关键，因此怎样控制活性炭过滤器的反洗强度并且达到最佳效果，是活性炭过滤器反洗的关键。

3 活性炭反洗与控制

本系统活性炭过滤器设计流量64t/h，原水浊度

将AB活性炭过滤器充分浸泡后，对AB活性炭过滤器分别进行反洗，A过滤器反洗时，启动一台反洗水泵，流量180t/h，扬程32m。逐渐调节活性炭过滤器的反洗流量至泵的额定流量，反洗过程中会有大量的黑色炭沫从反洗排水口排出，观察活性炭过滤器上窥视镜，并没有看到活性炭膨胀至上窥视镜高度。反洗至反洗排水口排水清澈。B活性炭过滤器反洗时，启动两台反洗水泵，每台流量180t/h，扬程32m，逐渐调节活性炭反洗流量至240t/h，此时观察到活性炭膨胀高度达到上窥视镜下沿，调整反洗流量至稳定值，反洗至反洗排水口出水清澈。分别正冲活性炭过滤器AB，分别测量活性炭AB的产水浊度和SDI，A活性炭过滤器出水浊度为0.4左右，B活性炭过滤器出水浊度为0.15左右；分别测量AB过滤器的SDI值，A活性炭过滤器出口SDI无法测量，在未达到15分钟时，SDI膜（0.45um）发生堵塞，不出水。B活性炭过滤器出口SDI为3左右。活性炭过滤器A的SDI膜上附着很多黑色颗粒，证明反洗强度没有达到要求。由此得出结论，活性炭过滤器在经过充分浸泡后进行反洗时，反洗强度在调节至单台泵最大出力180t/h时，活性炭过滤器并没有得到充分反洗，反洗膨胀高度远未达到上窥视镜下沿处；在反洗强度逐步调节至230t/h时，活性炭过滤器的反洗膨胀高度达到上窥视镜下沿处，反洗至出水清澈后，测得数据满足活性炭出水水质要求，因此活性炭过滤器反洗时要通过观察控制流量，才能达到反洗的最佳效果。

将活性炭过滤器CD进行同样的反洗操作，反洗活性炭过滤器C时启动一台反洗水泵调节流量至180t/h；反洗活性炭过滤器C时，启动两台反洗水泵调节流量至240t/h，得出类似的结论。同时再活性炭过滤器控制流量反洗的过程中，要分别取ABCD活性炭过滤器反洗排水口水样，每隔10分钟分别取一次，分别做烧杯静止实验。静止24小时后，ABCD活性炭过滤器的反洗排水，在最初取样的时候会有大量的黑色粉末状沉淀物，同时又少量的活性炭漂浮在水面上；第二次的反洗排水取样，经过静止后依然会有大量黑色粉末状沉淀物，但是水面上几乎没有活性炭漂浮；第三次反洗排水取样，经过静止后发现黑色粉末状沉淀物减少，水面上没有活性炭漂浮；第四次反洗排水取样，经过静止后发现，AC活性炭过滤器反洗排水中的黑色沉淀物明显少于BD活性炭过滤器反洗排水中的沉淀物，；随后一直保持这样的趋势，AC反洗排水先达到清澈，BD反洗排水后达到清澈要求。由此得出结论，AC活性炭过滤器在小流量反洗过程中没有达到最佳的反洗效果，任然有部分黑色炭沫存留在活性炭过滤器中，会污染产品水；CD活性炭过滤器在大流量的反洗强度下，达到了充分反洗的效果，出水水质能够满足要求，同时不会频繁反洗过滤器。在反洗过冲中发现，在最初的反洗取样中发现，始终都会有少量的活性炭在反洗最开始时微量跑出。

4 结论

活性炭过滤器在首次填装后，要经过不少于48小时的充分浸泡，让活性炭充分吸水后缓慢沉入水下，否则反洗时会有活性炭跑出；活性炭过滤器在反洗过程中，应该通过观察活性炭的反洗膨胀高度，结合设计和计算，控制反洗流量，当反洗膨胀高度达到上窥视镜下沿时，稳定流量进行充分的反洗至反洗排水清澈。活性炭过滤器在反洗开始的时候，会有少量活性炭从排水口排出，随着反洗的进行，逐渐没有活性炭跑出。经过大流量反洗后，将活性炭中的黑色炭沫反洗干净，使活性炭中的微小颗粒物不会污染产品水，达到活性炭过滤器的设计要求，出水浊度

参考文献：

[1]AP1000化学手册[S].

[2]杨维尧，韩志刚.活性炭反冲洗工艺对出水颗粒物影响要素研究[J].

[3]孙晓伟.反冲洗对生物增强活性炭工艺稳定性的影响研究[J].科技创新与应用.

作者简介：王唤成，男，吉林四平人，本科，助理工程师，主研究方向：机械自动化。