环保观察 | 炭砂滤池正在逐渐替代炭滤池

固安县城区水厂扩建工程

饮用水处理中的颗粒活性炭滤池，在长期使用过程中，活性炭滤料上会生长微生物形成生物活性炭，通过生物降解的作用去除有机物。传统的活性炭滤池出水可能会有一部分的微生物，因此存在生物泄漏的风险。虽然饮用水处理中都有消毒工艺，但是如果能彻底杜绝微生物泄漏的风险，那么活性炭滤池的安全性将再提升一个档次。在这样的背景下，新一代炭砂滤池技术应运而生。

河北固安城区水厂扩建工程，就是采用了苏伊士最新的CarbMediazur炭砂滤池技术。

（苏伊士CarbMediazur炭砂滤池）

项目名称：河北固安县城区水厂扩建工程

设计单位：天津市政工程设计研究总院有限公司

核心工艺：苏伊士环境科技（北京）有限公司

1. 基本信息

在饮用水新国标（GB5749—2022）出台并实施后，两项嗅味指标2-甲基异莰醇（2-MIB）和土臭素（Geosmin）成为了强制指标，新国标中要求出水2-MIB≤10ng/L，土臭素≤10ng/L。

臭氧活性炭滤池工艺对这两项指标也有很好的去除作用,除了这两项，臭氧活性炭对很多影响嗅味和口感的物质都有一定的去除作用。

(饮用水嗅味轮图，来自网络)

因此在饮用水深度处理中，臭氧活性炭滤池组合工艺，是应用最为广泛的深度处理工艺，在国内至少已经有20年的应用历史了。

2. 固安县城区水厂扩建工程

固安县地处华北平原北部，京津保三角腹地。作为廊坊市的重要组成部分，对接北京和新机场，积极融入北京、天津、河北，建成产业高端、空间生态、人文荟萃、近悦远来的现代田园城市。固安县城区（包括县城和周边工业区）现状采用南水北调水与当地地下水相结合的供水方式，以南水北调供水为主，同时利用部分地下水。

固安县城区水厂扩建工程占地紧张，工程量大，施工难度高，是固安县目前规模最大的水厂建设项目。水厂在传统净水处理工艺的基础上，增加了预处理和深度处理工艺，将固安县城区水厂净水处理后的供水浊度，在满足国家饮用水标准的前提下，又消减了一半，进一步改善了供水口感，保障了供水安全，提升了固安县居民的用水生活品质。本工程的实施还可以减少地下水的开采量，对于涵养地下水，改善生态环境，改善供水水质和提高供水保证率具有重要作用。

（水厂效果图，来自天津市政院）

水厂扩建规模为8万吨/天，工程建成后总供水能力达到10.2万m³/d；同时新建排泥水处理规模10.2万m³/d

水源水：来自南水北调中线的引江水，水质基本符合国家地表水环境质量II类标准。但考虑经长距离输送至固安，水质变化有一定的不确定性。原水水质冬季低温低浊、夏季高藻为主，汛期浊度波动范围较大；存在季节性高藻及有机微污染风险。

出厂水水质：本次扩建工程水厂出水水质应满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，出水浊度不大于0.5NTU，保障率＞95%。

处理工艺：Densadeg高密度沉淀池-Aquazur V型滤池-臭氧接触池-CarbMediazur炭砂滤池。

（夜景效果图，来自天津市政院）

炭砂滤池：

数量：6座

滤速：7.5 m/h

炭床厚度：1.2 m

砂床厚度：0.3 m

（炭砂滤池出水）

采用智慧加药系统，降低药耗。

①根据工艺原理计算所得的机理模型和数学模型，拟合出智慧加药的数学模型结合机理模型，得出PAC的建议投加率;

②配药自动提醒，自动计算PAC各池药剂的可用时间，同时根据投加量以及预测水量，提前提醒下次配药的时间。

（SUEZ智慧加药 资料图）

排泥水处理：

本次扩建工程，充分考虑了排泥水的处理，提升了水利用率。排泥水处理工艺为重力浓缩+离心式机械脱水工艺。 现状水厂沉淀池排泥128m3/d进入排泥池，和V型滤池废水底泥混合。混合后污泥浓度~1%，混合后污泥进入污泥浓缩池浓缩。高密度澄清池排泥至污泥平衡池直接进行脱水。

炭砂滤池反冲洗废水和初滤水进入反冲洗废水回收池，池内设泵和搅拌器，泵送废水至配水井，回收利用。

3. 为什么用炭砂滤池

苏伊士的饮用水处理用颗粒活性炭滤池，到目前为止可以说已经发展到第三代了。

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第一代：Carbzur V

Carbazur® V炭滤池是第一代炭滤池，采用Aquazur V型滤池池型，适用于进水浊度较高、经澄清后的初级过滤用，滤速5-15m/h,目前已经很少使用。

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第二代：Carbzur G/GH

Carbzur G和Carbzur GH是第二代炭滤池，采用普通快滤池池型，进水采用横向的特殊设计的六边形进水槽；适用于进水浊度较低、砂滤之后的二级过滤。

• Carbzur G炭滤池滤速5-10m/h

• Carbzur G炭滤池滤速5-15m/h

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第三代：CarbMediazur

作为第三代炭滤池技术，CarbMediazur依然采用普通快滤池池型，进水采用横向的特殊设计的六边形进水槽；适用于进水浊度较低、砂滤之后的二级过滤，滤速5-15m/h。滤料分为两层，上层为活性炭，下层为石英砂滤料。

• 活性炭层起物理化学吸附作用、生物降解作用，去除微污染物、有机物和氨氮

• 砂滤层起物理截留作用，去除悬浮物、微生物、浮游动物等。

炭砂滤池相比第二代炭滤池，最大的优势在于砂层可以有效截留微生物，杜绝了生物泄漏风险，出水安全性更高。

4. 炭砂滤池的核心

当然，严格来说，炭砂滤池这个名字，并不是最近才有的名字，十年前，50万吨/天的北京郭**水厂就采用了炭砂滤池工艺。当然如果仔细研究，就会发现此炭砂滤池，非彼炭砂滤池。

北京***水厂2014年的新闻报道

“xxx水厂炭砂滤池共有24组48个滤池，是郭公庄水厂深度处理工艺的主要环节，它的主要作用是进一步吸附和过滤水中的有机物和难以沉淀的杂质。

每组炭砂滤池长14米、宽8米、高近6米，滤板上铺有1.2米厚的石英砂和0.6米厚的活性炭，整个水厂共需使用8000吨石英砂和720吨活性炭”

炭砂滤池技术，最为核心的主要是两个方面：

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核心功能的确定

炭砂滤池，核心功能到底是炭滤池，还是砂滤池？这是决定炭砂滤池应用和设计的最根本因素。如果是炭滤池，那么活性炭层一定是占据滤料的主要部分；反之砂层应该是主要部分。国内早年的一些炭滤池，活性炭层较浅而砂层较厚，因此核心功能上更多是砂滤池，这从流程的应用上来看，此时的炭砂滤池是替代砂滤池应用的。

北京***水厂2014年的新闻报道

来水首先进入格栅间，水中直径超过1厘米的杂质被滤除在外，然后依次通过提升泵房到达预臭氧接触池、机械加速澄清池、主臭氧接触池、炭砂滤池、膜处理车间及紫外线消毒车间进行常规处理、深度处理和消毒。

“格栅--预臭氧--机械加速澄清池--臭氧接触池--炭砂滤池--膜车间”

所以早年国内的炭砂滤池，是带有活性炭吸附功能的砂滤池。

苏伊士CarbMediazur炭砂滤池是带有砂滤功能的活性炭滤池。砂层起到的作用，仅仅是一个过滤截留的作用，而且是主要截留可能存在的泄漏微生物用；活性炭层才是占据主导作用和发挥主要功能的部分，因此是带有砂滤功能的活性炭滤池。

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滤料级配

炭砂滤池，主要有活性炭和砂层两种滤料，两种滤料各自的厚度和粒径级配，是滤池的核心之一。而要保证长期稳定的运行，炭层和砂层要保持好各自的功能，反洗后颗粒活性炭与砂滤料分界清晰，无混层现象。如果活性炭和石英砂的粒径匹配不合理，则炭砂滤池的运行易出现问题。

因此反洗强度和反洗时间对滤料分层是最为关键的。反洗强度过大，容易造成活性炭流失率增大，反洗强度过小，容易出现砂层反洗不充分，出现混料现象。

反洗后混料

反洗后分层较好

每次说到炭砂滤池，总有小伙伴问我，有了炭砂滤池，是不是就不用砂滤池了？看完文章，你有答案了吗？

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排版：《净水技术》编辑 李滨妤

审核：《净水技术》社长/执行主编 阮辰旼

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