[实用新型]一种生物活性炭的阻力测试系统

说明书

本实用新型属于水和污水处理领域，具体涉及一种生物活性炭的阻力测试系统及测试方法，主要包括储水罐、水泵、送水管路、反冲管路、压力传感器、流量计、活性炭装填柱、活性炭柱固定角度调节装置，所述测试方法能够快速判断饮用水或污水处理所使用活性炭的阻力，可为活性炭滤池的运行和维护提供技术参考，利于产业化应用。

技术领域

本实用新型属于水和污水处理领域，具体涉及一种生物活性炭的阻力测试系统及测试方法。此实用新型中介绍的方法能够快速判断饮用水或污水处理所使用活性炭的阻力，可为活性炭滤池的运行和维护提供技术参考。

背景技术

生物活性炭(BAC)在饮用水处理和污水处理中的应用越来越多。饮用水处理中，BAC作为深度处理工艺，与臭氧等联合应用，可提高饮用水的品质。污水处理中活性炭多用于再生水的处理，二级出水经BAC处理后可进一步降低氨氮、有机物等污染物，达到河道补水或景观用水的标准。因此，BAC在饮用水和污水处理中的重要性也日益增加。BAC除了可以去除水中的有机物、氨氮、颗粒物等，对个人护理品与药品和消毒副产物前体物等污染物也有很好的去除作用。而且，生物活性炭通过活性炭中微生物的作用，可维持活性炭对氨氮和有机物等污染物的去除效果，因此活性炭的使用寿命很长。实际运行的水厂和污水厂经验表明,某些水厂的活性炭使用时间超过10年，但仍可维持稳定的处理效果。

虽然活性炭可以使用很长时间，但是随着活性炭的使用，活性炭会出现老化现象，具体表现为活性炭逐渐老化、强度降低、颗粒破碎、粒径变小等。活性炭老化后性质发生变化，进而会导致滤池的运行偏离设计参数，使滤池运行受影响。如，随着运行时间延长，滤池过滤阻力增加，积累在滤池上层的细颗粒活性炭使滤池变成表面过滤模式，降低活性炭滤池的纳污能力和缩短了滤池的反冲时间。

目前实际工程中并没有针对活性炭的老化进行设计，为了应对活性炭老化对活性炭滤池过滤性能的影响，水厂通常采用等待问题出现、然后采用工程手段解决问题的方法，或者采用边摸索边解决的方式，不断调整滤池的运行参数。这大大增加了水厂的运行风险和运行成本。

根据Kozney-Karman公式可知，滤料粒径是影响活性炭滤池过滤阻力的首要参数。活性炭老化后强度降低，反冲洗过程中活性炭颗粒相互摩擦，会使颗粒破碎，粒径降低。这是导致滤池过滤阻力增加、滤池无法正常运行的主要原因。由于活性炭粒径的国标测量方法都比较繁琐，且需要相应的设备，所测得的参数还需要进行模型计算才能得出阻力，属于阻力的间接测量，并且未考虑活性炭内部空隙等因素，容易导致较大的偏差。因此，如何快速、简便的直接滤池的过滤阻力，对指导滤池运行具有重要意义。通过定期检测滤池的过滤阻力，结合粒径和强度参数，一方面可以积累数据，建立数据库，尽早的预测活性炭的使用寿命；另一方面也可以根据检测结果及时调整滤池运行参数，如提高反冲强度，排出部分小粒径炭颗粒，降低阻力。但是经检索，目前尚未有相关的设备和方法涉及BAC过滤阻力的测定，甚至相关的研究也鲜有报道。

例如，现有技术CN202393687U，供水管网管道阻力系数测试装置，包括管道系统、压力测试模块、流量测试模块和控制系统，所述管道系统包括主管段、支管段、前消火栓、中消火栓、后消火栓、所述压力测试模块包括压力传感器，所述压力传感器安装在前消火栓和中消火栓上，在所述主管段上设有后控制阀门，在所述支管段上设有前控制阀门，所述压力测试模块通过一个接口转换器与控制系统相连接，所述流量测试模块包括超声波流量计，所述超声波流量计安装在后消火栓上，在所述控制系统内部设有一套智能记录系统。本技术测定对象为管道的阻力系数，管路的阻力主要来源于流体与管壁之间的边界层，边界层内流体较大的速度梯度产生了剪切力，进而表现为流体阻力和管道的摩擦力。但此系统无法实现活性炭阻力的测试。因为活性炭阻力测试中，恰恰需要屏蔽管路阻力带来的影响。活性炭阻力测试中，需要采集的参数为活性炭的阻力，因此，测量时需要管路导致的阻力尽可能小，降低其对活性炭阻力测试的影响。即使管路阻力很低，也需要利用前述方法中的步骤2，进行空白系统的阻力测试，以保证活性炭阻力测试的准确性。另外，此系统测定的是需要利用测试装置，在现场对消火栓拆装，并需要较高的水流流速，才会在两个消火栓之间检测到压力降。这降低了测试的可行性。