近年來，我國(guó)因突發(fā)性水污染引發(fā)的城市供水事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了人們的正常生活和生產(chǎn)，造成了惡劣的社會(huì)影響。典型案例如下。

　　2004年2-3月，沱江氨氮水污染事故造成幾個(gè)縣市暫停飲用水供應(yīng)的嚴(yán)重后果;2005年11月，松花江硝基苯突發(fā)嚴(yán)重污染導(dǎo)致哈爾濱市停水，同年12月中旬，廣東北江市水體鎘超標(biāo)，多個(gè)城市飲用水源受到污染;2006年2月，牡丹江市，水源發(fā)生生物污染，威脅水廠正常運(yùn)行;2007年5月，梅梁彎區(qū)， 太湖水污染導(dǎo)致供水不合格。張勇等人對(duì)國(guó)內(nèi)城市水源突發(fā)污染事件進(jìn)行了不完全統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)城市水源突發(fā)污染事件總體呈逐年增多、危害不斷增加的趨勢(shì)。主要的突發(fā)性污染物是各種化學(xué)物質(zhì)和污水。突發(fā)性水污染已經(jīng)成為一個(gè)日益突出的問題。

飲用水應(yīng)急處理的緊迫性

　　許多城市水源突發(fā)水污染事件為城市供水安全敲響了警鐘。水源污染事故和城市供水的影響是由于嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì)和嚴(yán)重的水污染問題;工業(yè)事故排放和運(yùn)輸事故泄漏時(shí)有發(fā)生;城市供水行業(yè)缺乏水源應(yīng)對(duì)突發(fā)性污染的能力。由于污染風(fēng)險(xiǎn)難以根除，國(guó)內(nèi)城市供水行業(yè)將在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)面臨嚴(yán)重水污染的風(fēng)險(xiǎn)。如何在城市水源突發(fā)水污染的情況下，實(shí)現(xiàn)不間斷供水，** 供水質(zhì)量，** 城市供水安全，成為亟待解決的問題。因此，粉末狀活性炭作為飲用水處理中常用的吸附劑，在飲用水應(yīng)急處理中有著重要的應(yīng)用。

粉狀狀活性炭在飲用水應(yīng)急處理中的應(yīng)用

　　狀活性炭粉是一種由不同量的無定形碳和灰分組成的吸附劑。它具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的吸附性能，能有效吸附和去除水中的天然有機(jī)物、鹵代有機(jī)物和農(nóng)藥等合成有機(jī)物。粉末狀活性炭具有應(yīng)用靈活、設(shè)備投資少、價(jià)格成本低、吸附速度快、對(duì)短期和突發(fā)性水污染適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在飲用水應(yīng)急處理中發(fā)揮著重要作用。

粉末狀活性炭吸附去除水源水中突發(fā)性有機(jī)污染物

　　在水處理中，粉狀狀活性炭常被用作吸附和去除水中非離子化、疏水性和含苯環(huán)-structured有機(jī)污染物的有效吸附劑。同時(shí)，加粉狀活性炭能明顯改善處理后出水的色度和氣味。傅金祥等人以渾河水為原水，模擬苯胺突發(fā)性水污染，通過投資加粉狀活性炭進(jìn)行應(yīng)急處理試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH值不小于5時(shí)，30分鐘內(nèi)粉狀狀活性炭對(duì)苯胺的吸附量為80%-90%。結(jié)果表明，添加加粉狀活性炭是應(yīng)對(duì)渾河水中苯胺突發(fā)污染的非常有效的應(yīng)急措施。

　　陳蓓蓓等人的中試研究結(jié)果表明，狀活性炭加粉能有效去除長(zhǎng)江，水源水中的阿特拉和津，當(dāng)狀活性炭粉用量為50毫克/升時(shí)，初始濃度為200微克/升的阿特拉津可降至2微克/升以下.

　　狀活性炭粉對(duì)水中藻毒素有較好的吸附和去除效果效果，劉成等人發(fā)現(xiàn)10毫克/升的狀活性炭粉對(duì)微囊藻毒素有一定的去除效果，對(duì)微囊藻毒素的去除率分別達(dá)到55%和45%，表明狀活性炭粉對(duì)水中微囊藻毒素的去除效果較好效果。

　　梁存珍等人對(duì)狀活性炭粉吸附去除廣州珠江水中的2-甲基異龍腦醇(MIB)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，煤粉狀活性炭對(duì)MIB 效果有較好的去除率，去除率達(dá)到40%以上。

粉末活性炭吸附去除水源水中突發(fā)性重金屬污染

　　粉末活性炭是去除水中重金屬離子的優(yōu)良吸附劑。目前，粉末活性炭吸附重金屬離子的機(jī)理尚未闡明，但共識(shí)是粉末活性炭在吸附重金屬離子的過程中既是吸附劑又是催化劑。

　　Maria Pesavento等人發(fā)現(xiàn)，水中的鉛離子和銅離子通過與活性炭表面的官能團(tuán)反應(yīng)形成絡(luò)合物而被吸附在活性炭上。對(duì)張玉政飲用水源突發(fā)六價(jià)鉻污染的應(yīng)急處理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，粉末活性炭對(duì)水中六價(jià)鉻的吸附是一個(gè)物理吸附和化學(xué)吸附相結(jié)合的復(fù)雜過程。在低pH值(3.5~5.0)條件下，當(dāng)原水六價(jià)鉻濃度低于0.5mg/L時(shí)，可通過粉末活性炭方法吸附有效去除。但是對(duì)于大多數(shù)重金屬離子，粉末活性炭的吸附能力有限，選擇性不是很好。通過加入絡(luò)合劑使金屬離子形成絡(luò)合物，提高了吸附和選擇性。

粉末活性炭組合工藝在飲用水應(yīng)急處理中的應(yīng)用

　　粉末活性炭可以靈活應(yīng)用，因此可以與多種水處理工藝相結(jié)合。與單個(gè)處理過程相比，這些組合過程有時(shí)會(huì)實(shí)現(xiàn)更好的處理效果。

　　李偉光等研究結(jié)果表明，高錳酸鉀與粉末活性炭組合工藝具有良好的除臭效果效果。當(dāng)高錳酸鉀用量為0.5毫克/升，粉末活性炭用量為40毫克/升時(shí)，沉淀水的臭氣閾值僅為5，去除率達(dá)到98.8%。根據(jù)吳德好，的研究，用高錳酸鉀與聚合氯化鋁聯(lián)用處理有土腥味和霉味的原水，平均去除率可達(dá)92%以上。高錳酸鉀和粉末活性炭的組合可以去除水中的異味，其機(jī)理是通過氧化和吸附去除有機(jī)物。黃廷林等人發(fā)現(xiàn)，在二氧化氯和聚合氯化鋁投加量分別為8和30毫克/升、聚合氯化鋁吸附時(shí)間為3小時(shí)的條件下，聚合氯化鋁二氧化氯聯(lián)用技術(shù)可將0.5毫克/升的石油污染物降低至0.01毫克/升，該聯(lián)用技術(shù)可作為飲用水水源突發(fā)性石油污染的應(yīng)急處理措施。

　　作為應(yīng)急措施，粉末活性炭吸附技術(shù)已在一些水廠得到應(yīng)用，并取得了令人滿意的效果效果。實(shí)踐表明，這是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)。

粉末活性炭在飲用水應(yīng)急處理中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

粉末活性炭的篩選和用量

　　根據(jù)水廠原水水質(zhì)，特別是突發(fā)有機(jī)污染物的分布和原水背景有機(jī)物的分子量，確定了對(duì)突發(fā)有機(jī)污染物具有高吸附能力和快速吸附速率的粉末活性炭。為了應(yīng)對(duì)城市水源突發(fā)水污染，城市供水廠應(yīng)制定應(yīng)急供水計(jì)劃，選擇對(duì)突發(fā)有機(jī)污染物具有高吸附能力的粉末活性炭，通過粉末活性炭的吸附可以快速去除，并建立有機(jī)污染物初始濃度、活性炭用量、吸附時(shí)間和吸附去除率之間的關(guān)系，以確定突發(fā)有機(jī)污染時(shí)粉末活性炭的合理經(jīng)濟(jì)用量。

粉末活性炭的投加方法

　　粉末活性炭有干法和濕法兩種添加方式。

　　在歐， 美等國(guó)家，加粉型活性炭采用干式給料裝置，當(dāng)粉末活性炭使用頻率不高，給碳量較大時(shí)，應(yīng)采用干式給料裝置。而粉末活性炭在干法投料作業(yè)時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，在裝卸、拆包、備料、投料過程中粉塵飛揚(yáng)，具有潛在的爆炸性，工作環(huán)境差，工人阻力大。濕鑄法一般是負(fù)壓澆鑄加粉活性炭與水混合形成炭漿，基本可以解決碳粉飛揚(yáng)的問題。然而，濕法進(jìn)料也有其缺點(diǎn)。如果只是偶爾使用粉末活性炭，碳漿池可能會(huì)充滿時(shí)間和空間。由于碳漿進(jìn)料和混合時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)碳漿系統(tǒng)可以開始運(yùn)行時(shí)，處理后的水可能會(huì)發(fā)生突發(fā)性污染事故。因此，在突發(fā)性水污染的情況下，應(yīng)做好充分的應(yīng)急準(zhǔn)備，并及時(shí)加入碳漿，以防止處理后的出水不達(dá)標(biāo)。

　　此外，如果粉末活性炭漿料不經(jīng)?；蜻B續(xù)混合，就會(huì)結(jié)塊，可能會(huì)堵塞輸送管。為避免這一問題，管道內(nèi)的流速不應(yīng)小于15m/s，粉末活性炭加藥系統(tǒng)應(yīng)盡可能靠近加藥點(diǎn)，并能定期運(yùn)行，即使在不需要炭的情況下，以** 炭輸送管道暢通、清潔，炭漿混合良好，整個(gè)系統(tǒng)定期清洗。

粉末活性炭添加位置的選擇

　　根據(jù)目前國(guó)內(nèi)水廠的實(shí)際情況，水廠粉末活性炭的可選投加點(diǎn)主要有三個(gè)：

　　1進(jìn)水口加藥

　　如遇水源突發(fā)污染，加粉形活性炭應(yīng)先放入取水口。其優(yōu)點(diǎn)是能盡可能增加水中突發(fā)性污染物的吸附時(shí)間，明顯提高處理效率，達(dá)到控制突發(fā)性污染的目的，盡早控制污染，有效防止水廠處理構(gòu)筑物被突發(fā)性污染物污染，同時(shí)后續(xù)處理環(huán)節(jié)能起到緩沖和安全裕度的作用， 事實(shí)上，在松花江飲用水應(yīng)急處理和無錫水危機(jī)期間，在取水口處添加粉末活性炭，是應(yīng)對(duì)突發(fā)性污染的重要經(jīng)驗(yàn)之一。

　　2混凝前后加藥

　　如果取水口處沒有粉末活性炭的投料條件，加粉形活性炭可以在混凝前后投料，具體要根據(jù)實(shí)際情況通過實(shí)驗(yàn)確定。

　　絮凝前后加入加粉成型活性炭，影響粉末活性炭吸附效果的主要因素是粉末活性炭吸附與混凝的競(jìng)爭(zhēng)和吸附時(shí)間的** 。協(xié)調(diào)這兩個(gè)因素是充分發(fā)揮粉末活性炭吸附能力的關(guān)鍵。一般來說，只有在條件允許的情況下，在混凝前加入粉末活性炭才有意義。

　　以東莞市東江水為原水，在楊華，開展了突發(fā)性污染飲用水應(yīng)急處理實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，混凝劑投加30s后，加粉型活性炭對(duì)化學(xué)需氧量、紫外254、濁度和色度的去除效果明顯優(yōu)于其他投加點(diǎn)。張林軍等人在徐州某水廠處理突發(fā)性水污染的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，混凝劑投加后約3min選擇粉末活性炭投加點(diǎn)對(duì)去除濁度、色度和CODMn 效果較好。

　　3過濾前加入

　　吸附和混凝沒有競(jìng)爭(zhēng)，但需要注意的是粉末活性炭與水的接觸時(shí)間不足，安全** 率不足。此外，粉末活性炭進(jìn)入在過濾后會(huì)堵塞過濾層，粉末活性炭容易穿透過濾層，從而明顯縮短了過濾器的工作周期。所以不建議過濾前投加粉活性炭。

粉末活性炭對(duì)常規(guī)凈水工藝的影響

　　在飲用水的應(yīng)急處理中，往往需要添加大量的粉末活性炭。相應(yīng)的問題是粉末活性炭難以通過污泥排出，容易流出沉淀池進(jìn)入，增加了過濾器的負(fù)荷，甚至穿透過濾層，影響供水水質(zhì)。因此，需要加強(qiáng)混凝，以提高沉淀對(duì)水中膠體顆粒和粉末活性炭的去除率，盡量減少沉淀池表面的浮碳，加強(qiáng)污泥排放，防止大量粉末活性炭堆積在池底，縮短濾池的過濾周期，加強(qiáng)過濾層的反沖洗。

應(yīng)用實(shí)例分析——哈爾濱氣化廠對(duì)松花江硝基苯突發(fā)污染的應(yīng)急處理

哈爾濱氣化廠供水危機(jī)

　　2005年11月，松花江，發(fā)生了一起嚴(yán)重的硝基苯水污染事件，給沿江城市的供水安全帶來了嚴(yán)重威脅。位于哈爾濱下游的氣化廠供水也面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。哈爾濱氣化廠承擔(dān)著向哈爾濱供氣的任務(wù)。其供水分公司負(fù)責(zé)氣化廠的生產(chǎn)供水，松花江是氣化廠的供水水源。硝基苯一旦超標(biāo)，水廠將停產(chǎn)，供水中斷，氣化廠將停產(chǎn)，影響和后果嚴(yán)重。因此，在任何情況下都要** 供水不中斷。

應(yīng)急供水技術(shù)方案及分析

　　自來水廠現(xiàn)有的凈水工藝去除硝基苯的能力有限，難以滿足要求，因此有必要對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行緊急改造?？紤]到活性炭對(duì)硝基苯有較好的吸附性能，以活性炭吸附為優(yōu)先措施，確定應(yīng)急處理方案如下：加粉進(jìn)水處放入成型活性炭，經(jīng)水泵充分混合，原水輸送過程中粉末活性炭與水充分接觸吸附硝基苯5小時(shí)以上，優(yōu)化混凝劑投加量，在混凝沉淀單元中加入助凝劑，加強(qiáng)沉淀池排泥。

　　該方案中，粉末活性炭的吸附是關(guān)鍵，水在水管中的停留時(shí)間可達(dá)5.7h，粉末活性炭的吸附時(shí)間充足，可使硝基苯在此階段吸附去除達(dá)標(biāo)。強(qiáng)化混凝沉淀和排泥的主要目的是從水中分離去除粉末活性炭，同時(shí)部分去除硝基苯。炭砂過濾器的吸附和去除能力有限，主要作為儲(chǔ)備環(huán)節(jié)。

實(shí)施應(yīng)急供水效果

　　1粉末活性炭吸附硝基苯效果

　　各種原水硝基苯濃度超標(biāo)倍數(shù)時(shí)，硝基苯平均去除率約為95%;添加聚合氯化鋁后，水中殘留硝基苯的濃度低于0.017毫克/升，證明粉末活性炭對(duì)水中硝基苯的去除效果良好效果。

　　2應(yīng)急供水技術(shù)中硝基苯的整體去除效果

　　在原水硝基苯超標(biāo)14.22倍的情況下，上述工藝組合對(duì)硝基苯的總?cè)コ势骄_(dá)到99.4%，過濾水中硝基苯含量均在0.002毫克/升以下，為優(yōu)良(651，240)。在原水，硝基苯去除的貢獻(xiàn)中，粉末活性炭的平均去除率達(dá)到94.81%，是硝基苯去除的主要環(huán)節(jié);強(qiáng)化混凝沉淀的平均去除率為3.88%，其主要作用是** 粉末活性炭從水中有效去除;過濾對(duì)硝基苯的平均去除率為0.78%(見圖1)。

結(jié)論

　　粉末活性炭能有效吸附去除水源水中的一些突發(fā)性有機(jī)污染物，靈活、經(jīng)濟(jì)、適用，在飲用水應(yīng)急處理中有重要應(yīng)用。因此，粉末活性炭安全吸附過程的研究和應(yīng)對(duì)水源突發(fā)污染的相關(guān)設(shè)備的研發(fā)需要深入開展。