0 引 言

经过近十年大规模的农村饮水安全工程建设，全国已建成千吨万人以上的规模化集中供水工程1.4万处，其中一半以上为地表水源。地表水污染问题突出，特别是部分水库水源存在微污染、富营养化等问题 ，应对此高度重视。当前，城市供水和很多水污染事件处理中采用粉末活性炭进行应急水处理，因其对水的色度、臭味、有机物、重金属等都有较好的去除效果。本文针对农村饮用水水源和水厂特点，借鉴城市供水的经验，结合安徽省和山东省的农村供水厂的应急供水的应用实践（取得了较好的污染物去除效果），研发适合农村水厂应急水处理的新型粉末活性炭投加装置。

1 粉末活性炭优势比较

目前城市地表水厂中，无论是应急处理还是微污染水的长期处理，采用较多的污染物处理措施包括：生物预处理、预加氯或高锰酸钾等预氧化处理、颗粒活性炭和臭氧活性炭吸附处理、以及粉末活性炭吸附处理等，其中，生物预处理技术和臭氧活性炭吸附技术建设投资大，颗粒活性炭和臭氧活性炭吸附技术在已建成的水厂中应用还存在与原有工艺衔接的难题，预氧化技术投资少但毕竟是在水中投加化学药剂。粉末活性炭一般在水源处投加，投加方式简单、与药剂投加方式类同，投资成本低，运行成本与仅颗粒活性炭基本相当，比臭氧颗粒活性炭要低很多，特别是投加量很容易与污染物相匹配，不像颗粒活性炭后期效果要差且不能抗冲击负荷，可见，对已有水厂污染物的处理采用粉末活性炭吸附是较好的技术方案。

2 应用实践

（1）安徽某农村供水水厂，设计供水规模5000m3/d，水源为水库，2013年由于水库加固、夏季干旱，水库水位下降到了死水位，底泥污染物在高温、低水位下造成藻类爆发，水的色度和臭味都很差，群众意见很大。由于问题突出且紧迫，我们向水厂提出了投加粉末活性炭的应急处理方案，就近购置了粉末活性炭，现场加工了简易的投加装置：1m3的塑料罐，上方安装搅拌电机，计量泵投加。通过烧杯试验，确定了粉末活性炭的投加量为5mg/L；由于水库离水厂较远，考虑管理问题，将投加点选择在水厂进水管的出口，并将滤池滤速调整到6m/L确保粉末炭过滤效果。出水效果：浊度0.7NTU、无色、无味、耗氧量2.8mg/L，水质达标。本次实践中的问题：粉末炭搅拌系统简陋，不能有效控制粉尘。

（2）山东某城乡一体化水厂，设计供水规模3万m3/d，水源为引黄河水的平原水库，由于经常出现有异味，我们建议采用投加粉末活性炭的处理方案。由于水厂规模较大、水源污染时段较多，因此，建议采用城市供水中常采用的粉末活性炭投加装置（调节能力强、自动化程度高）：由料斗负压上料到料仓储存，由螺杆给料机到搅拌罐，由计量泵头加到水源输水管中，如图1所示。该系统正常工作时无粉尘，料仓储存一次可用20天左右、自动搅拌和投加、工作量较小。通过烧杯试验，确定粉末活性炭的投加量为3mg/L，投加点在水库取水口、有充足的时间吸附，滤池滤速控制在6m/L以下，出水效果解决了出厂水中的异味问题。本次实践中的问题：设备在运行中出现过故障，由于装置为封闭系统，检修时，难于有效控制粉尘。

3 新型投加系统研发

通过上述两次实践，认为投加粉末活性炭能有效解决水源污染问题，运行成本不高，关键要解决投加系统中的粉尘污染问题。

农村水厂规模较小大部分规模化水厂在1000m3/d-10000m3/d之间，因此，图1中的粉末活性炭自动投加装置对农村水厂来说成本较高，为此我们研发了一种适合农村小型规模化水厂的粉末炭简易投加装置，如图2所示。

图2中的粉末活性炭投加装置主要包括：2个上料桶、1台搅拌电机、1个搅拌罐和2台投加泵（一用一备），其特点是：工作时，一次可上料4袋25kg的粉末活性炭共计100kg，用力压顶盖将炭袋割破，上料桶能够防粉尘和有效排气，取空袋前用水喷淋保证袋子无碳浆取出，搅拌罐为常压（受力小）且具有一定的储存碳浆能力（能保证10000m3/d的水厂使用3天左右、1000m3/d的水厂使用20天以上），占地小、总体积仅3m3，投资少，由于机电设备少，运行可靠、维护简单。缺点是：需要人工将25kg 的炭袋搬到1.5m高度上料，以及用力压顶盖破袋。

4 结 语

投加粉末活性炭是地表水厂实用的应急水处理技术，针对农村饮用水水源和水厂特点，在理论分析和应用实践的基础上，研究提出了不同规模农村地表水厂的粉末活性炭应用模式，包括应用条件、活性炭的选择、投加系统、投加量、运行管理注意事项等。其中粉末活性炭的选择应符合国家相关标准要求，投加量一般可控制在3-10mg/L，投加点宜在水源处，水厂要有良好的过滤单元，投加装置要选择能有效防止粉尘的可靠设备。结合农村水厂应急水处理的技术需求，开发出了粉末活性炭投加装置，具有设备投资少、粉尘污染少、运行管理简单的优点。