摘要：活性炭濾池濾料的更換對濾池高效、低成本運行起著關鍵性的作用。本文通過工程實例結合文獻研究，對活性炭濾池濾料的更換步驟進行簡介，為活性炭濾池濾料的更換提供參考。
隨著人們對生活質量要求的不斷提高，對安全飲用水的要求日益劇強烈，然而隨著工農業的快速發展，嚴重污染了飲用水水源。一些城市水源已經無法符合飲用水水源的標準，部分地表水已經失去了作為飲用水水源的功能，近50%以上的水質降為Ⅳ類以下水體。因此，根據目前水源水質的特征，對微污染水源的凈化處理已經成為目前迫切需要解決的問題。
臭氧-生物活性炭技術是給水深度處理中較有效的辦法之一，它將臭氧的純化學氧化、活性炭的物理和化學吸附、生物的降解作用以及臭氧的殺菌消毒等四種給水處理技術的優點糅合，是一種新型給水處理技術，被廣泛的應用在飲用水處理上，如今這一技術已經成為了全世界給水深度處理中的主流。
在臭氧——生物活性炭給水深度處理技術應用中，活性炭濾料的更換是保證該技術有效、低成本運行的關鍵。
臭氧——生物活性炭給水深度處理工藝延長了活性炭的使用壽命，但隨著活性炭使用時間的延長，其凈水能力將逐漸下降，當活性炭濾池出水不能滿足給水廠出水水質要求時，給水企業面臨著活性炭濾料換新或者濾料再生后重復使用的選擇。
1.活性炭更換步驟
活性炭具有很強的吸附性能，在其保存和運輸過程中，應采用防紫外線材料制成的牢固且不易破損的包裝袋，并避免與揮發性物質同時存放。活性炭濾池更換濾料一般分以下幾個步驟：濾料的清除、濾池的清洗、池內各部件的檢查、濾池的消毒、池內標高的測定、濾料的鋪裝、浸泡及沖洗、濾池的調試。以浙江省某現代化水廠更換濾料為例簡述濾料更換過程。
1.1工程概況
浙江省某現代化水廠炭濾池為V型濾池，共分8格，單格有效過濾面積120m2。采用雙層濾料，上層為活性炭，厚度為1.8m；下層為石英砂濾料，過濾層厚0.5m。至2016年7月份已運行四年多，對炭濾池內濾料進行指標分析，碘值、亞甲藍值已遠遠低于現代化水廠需再生的指標要求，同時CODMn去除率由35.62%降低至28.80%，且該水廠濾池在運行過程中存在嚴重的“跑炭”現象，該水廠決定更換濾池濾料。
通過公開招標，內蒙古某活性炭公司承擔該水廠炭濾池換炭總包項目，新濾料為內蒙古鄂爾多斯地區生產的8×30目壓塊破碎炭，該產品具有豐富的孔隙結構、微孔發達且中孔、次微孔較多，且高亞甲藍值的特點，適合于給水深度處理用。
1.2更換步驟
1.2.1原濾料的清除
先進行濾池反沖洗，直至目視反洗排水清澈為止，沖洗完畢后關閉進水閥、清水閥、反沖洗閥門，打開排水閥及濾池放空閥，待濾池放干后，施工人員沿梯子下到池底。為防止破壞池內各部件，施工人員站在竹排/平板上操作。上料時，在池邊搭小型支架，上安滑輪，利用滑輪將活性炭用蛇皮袋拉上來。按照“水平移動，等厚清除”的原則將濾料清除。
當發現炭砂混合層時停止清除，使濾池充水，同時進行氣洗，使得濾料重新分層，再將水排掉，待濾池放干后，施工人員再進行施工，繼續將表層活性炭清除，如此反復進行，當炭砂交界面混雜厚度在5cm左右時方可停止，此時活性炭濾料清除完畢。按照活性炭濾料清除原則，將炭砂混合層、砂層等清除。
1.2.2池壁、排水槽的清洗
施工人員由入孔進入清水渠內，用高壓水槍沖洗配水支管，對于堵塞嚴重的配水支管，將支管鋸開，沖洗干凈后用膠粘接。洗刷清水渠，將渠內泥沙打掃干凈。
1.2.3濾頭、濾板檢査、標高測定及“拉毛”的修復
檢查每一個濾頭，更換已壞的濾頭，去除濾頭上的包裹物，修復濾板間的縫隙，對濾頭進行統一標高調整，使其盡可能處于同一水平面，并通過布氣試驗進行檢驗，以防止反沖洗時氣量和水量不等，引起沖洗強度不均，造成濾池局部積泥和沖洗水量的浪費，增加制水成本。
檢查所有配水支管有無松動、斷裂，檢查配水支管有無壓蓋，對松動的管子用配套的卡子固定；檢查池壁上的“拉毛”是否完好，檢查確認合格。“拉毛”修復方法：使用粉刷用的輥子蘸水泥漿（摻108膠）在池壁上滾一遍，如果效果不好，等硬化后再做一至兩遍，以滿足2-3mm的厚度要求。
1.2.4畫線
以“拉毛”上頂端及其標高為基準，在池壁上標記每層濾料應鋪裝的厚度。先由一人在池壁上每隔3米標點，按照已標點的高度由兩人將一細繩拉一水平線，第三人在池壁上畫線。后用米尺核定所畫線是否水平。
1.2.5鋪裝承托層
鋪裝承托料時，鋪裝順序按“粒徑由大到小、層層鋪裝”的原則進行，鋪裝過程中為避免損壞濾池的配水、配氣系統，將承托料裝入鐵桶或完整的礫石成袋地吊入池底，施工人員站在竹排/平板上用鐵鍬均勻輕撒承托料，嚴禁由高向低把承托料傾倒至配水、配氣系統或下一層承托料上。鋪完一層后用木條將表面刮平，然后反沖洗至少3遍，滿足當濾池充水至內壁水平線時，承托層頂面與水面的高度差值小于10mm，承托層頂面高于與低于水面的面積之和應小于10%的條件為止。
承托料鋪裝完畢后，用濾池設計上限沖洗強度進行沖洗，開始沖洗時使用小沖洗強度沖洗3min以上，停止沖洗前先逐漸降低沖洗強度。排水后，刮除承托料表面的輕物質和細顆粒。
1.2.6鋪裝濾料
（1）濾池消毒。活性炭填充之前將活性炭濾池產水注入池內，同時加入濃度為15mg/L的氯水對濾池進行浸泡，浸泡24h將濾池水放空后，反復沖洗濾池直至沖洗出水不含余氯為止。
（2）濾料浸泡。根據濾池容積與活性炭堆積比核算活性炭總裝填量，按鋪裝承托層的原則進行活性炭的鋪裝。施工人員撒入活性炭要均布全池，根據實際情況鋪裝至一定高度后用木條攤平，直至達到設計高度。投入后立即加入一定量不含余氯的濾后水至炭層上約30cm進行活性炭浸泡。浸泡過程中每24h用竹竿攪動炭層觀察其夾雜空氣泡情況，同時配合短時間、低強度的氣沖，一方面對炭層進行翻動；另一方面預先磨去炭粒尖角等易被磨去的部分，避免運行過程中炭粉的泄露。如此反復進行，直至炭層無明顯空氣泡逸出時浸泡結束。
（3）濾料沖洗。在浸泡過程中，所有的細小顆粒和未被浸透的炭會慢慢的浮上水面。為使炭層中的細小顆粒和未被浸透的炭得以去除，炭粒孔隙中的空氣被置換出來；同時水洗使活性炭pH降低至中性，保證產水指標，浸泡完畢后需要對活性炭進行數次反沖洗。
在反沖洗過程中要嚴格控制反洗流量，同時定時檢測反沖洗水的濁度、pH，開始反洗時濁度高達80NTU、pH高達10.30，反沖洗至反洗水濁度＜2NTU、pH＜9.0可停止反洗。沖洗的同時進行膨脹率的測定，炭床膨脹率控制在25%-30%時，既能保證無“跑炭”現象，同時可達到較佳的沖洗效果。
根據現場運行參數核算，每噸活性炭耗水約20-25m3可將反洗水濁度降至2NTU以下；每噸活性炭耗水約250-300m3可將活性炭pH降低至9.0。由上述數據看出，用戶在進行更換活性炭時需要大量的水，對于用水的來源及反洗水的去向需要提前規劃。
2.總結
活性炭濾池濾料更換/再生依據主要有出水水質、使用年限、取樣檢測等方法，給水廠結合實際情況進行選擇。
活性炭濾池更換濾料一般分以下幾個步驟：濾料的清除、濾池的清洗、池內各部件的檢查、濾池的消毒、池內標高的測定、濾料的鋪裝、浸泡及沖洗、濾池的調試。
根據現場運行參數核算，每噸活性炭耗水約20-25m3可將反洗水濁度降至2NTU以下；每噸活性炭耗水約250-300m3可將活性炭pH降低至9.0。給水廠在進行更換活性炭時需要大量的水，對于用水的來源及反洗水的去向需要提前規劃。