0 引 言

工业的发展带动了经济的高速增长，同时也导致了水污染问题的日趋严重，水体的污染会产生二甲基异莰醇、土臭素等具有臭味的物质[1]，但常规的水处理工艺对臭味的处理效果非常有限[2-3]。煤基活性炭具有很大的比表面积和细孔容积，吸附能力强，不仅广泛应用于化工、石油、冶金、医药、食品、染料等工业，还大量用于环保和生活用水处理[4]，其在降低水体色度、消除臭味等方面具有很好效果，可较好地改善自来水的口感。目前水处理深度净化的方法很多，其中煤基活性炭及其组合工艺已被证明是既经济环保又成熟的水处理工艺之一。

1 煤基活性炭在饮用水处理方面的应用

1.1 分类

煤基活性炭是以煤炭为原材料，经磨粉、成型、炭化、活化等工艺制成,其具有灰分低、强度高、孔隙发达、比表面积大、吸附力强等优良特性[5-6]，应用范围较广。

目前,煤基活性炭在饮用水处理方面的应用包括原水预处理和后期深度过滤。原水预处理一般选用粉末状煤基活性炭，常用粒度为0.074～0.045 mm，碘吸附值为800～950 mg/g，亚甲蓝吸附值为150～180 mg/g，粉末状活性炭在吸附有机污染物的同时可以增强混凝沉淀。颗粒状活性炭多采用过滤吸附方式，通常为固定床吸附，如活性炭滤池、活性炭吸附塔等。煤基活性炭主要包括原煤破碎炭、煤基柱状炭、煤基压块破碎炭，根据水污染物和处理工艺的不同，需要选择不同粒度和吸附指标的活性炭，如φ1.5 mm柱状炭、8 mm×0.6 mm、12 mm×0.425 mm破碎炭等，碘吸附值为950～1 050 mg/g，亚甲蓝吸附值为160～200 mg/g，与粉末状活性炭相比，颗粒状活性炭具有可再生性好和抗干扰力强的优点[4]。

1.2 煤基粉状活性炭

煤基粉状活性炭在饮用水处理方面的应用主要集中在藻类容易爆发的夏季或水质受到突发性污染时期，尤其适用于季节性短期高峰负荷的污染水源的净化[5]。在检测原水水质后，通过精确测算得出煤基粉状活性炭的投加量。活性炭的投加地点为水厂取水口和混凝沉淀步骤，以达到降低水体污染浓度的目的。

目前煤基粉状活性炭的应用十分广泛，杭州萧山供水有限公司科研人员通过试验发现，煤基粉末活性炭可快速有效地去除水体中各类天然和合成的有机物、微污染物质、芳香族化合物、卤代烃以及铁、锰、重金属离子，除臭范围广，几乎对各类发臭的原水均有改善作用。在粉末状活性炭添加量(20～60 g/t)不变的条件下，选用取水头埠与混凝池活性炭添加比例为2∶1时，异味的去除效果最好，同时也可节约成本[6]。

与同指标的煤基颗粒炭相比，煤基粉状活性炭具有价格便宜、吸附速率更高、投加设备价格较低，操作简单等优势，但从综合成本和运行稳定性方面考虑，煤基颗粒活性炭是优选。

1.3 煤基颗粒活性炭

煤基颗粒活性炭在水处理方面的应用已有近百年的历史，在欧美发达地区和东南亚地区，均已广泛应用。不同的地区，根据各自的水质特点，需要有不同的工艺设计。目前在饮用水处理中，最常用的是采用活性炭滤池，也有部分水处理厂采用活性炭滤池替代原有的石英砂滤池，也有在石英砂滤池后面扩建活性炭滤池，以及炭+砂复合滤池。根据水流的方向，活性炭滤池可分为上向流和下向流滤池;根据结构不同，可分为V型滤池和翻板滤池。

2 煤基活性炭组合工艺

由于受原材料的影响，煤基活性炭以微孔为主，对于水中细小的有机污染物具有较好的吸附效果，但自然水体中含有不同分子大小的污染物。因此，必须探究煤基活性炭与其他处理工艺相结合的方式，以满足日常水处理的需要。

2.1 活性炭+超滤组合工艺

超滤工艺作为第3代饮用水处理技术，具有处理效率高、占地面积小、易于自动化控制等优点[7-8]，特别适用于土地紧张的中心城区水处理厂。但超滤膜在使用一段时间后，由于水中存在的大量有机物易污染超滤膜，需经常使用化学药剂清洗，以保持超滤膜的通量，而这些化学药剂会造成二次污染。增加煤基活性炭组合工艺后，在提高出水质量的同时也延长了超滤膜的使用寿命，目前主要应用于家用纯净水制备。

2.2 生物活性炭法

煤基活性炭在水处理厂运行过程中易出现碘吸附值、亚甲蓝吸附值等指标显著下降，直接影响实际的处理效果。为了延长煤基活性炭的使用寿命，降低活性炭滤池的运行成本，生物活性炭应运而生。生物活性炭是在活性炭上培养微生物，通过微生物的生物降解功能，延长滤池使用寿命和提高出水质量[8]。

文章来源：《工业水处理》 网址: http://www.gysclzz.cn/qikandaodu/2021/0422/703.html