自來(lái)水處理用煤質(zhì)顆粒活性炭技術(shù)規(guī)范DB31/T451-2009

自來(lái)水處理用煤質(zhì)顆粒活性炭技術(shù)規(guī)范DB31/T451-2009

上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《自來(lái)水處理用煤質(zhì)顆粒活性炭技術(shù)規(guī)范》

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：DB31/T451-2009

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：現(xiàn)行

本標(biāo)準(zhǔn)由上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2009年8月6日發(fā)布，于2009年10月1日實(shí)施。

前言

為滿足飲用水深度處理中使用的煤質(zhì)顆粒活性炭處理單元有效去除有機(jī)污染物質(zhì)，生產(chǎn)更加安全的自來(lái)水，結(jié)合上海市水源特點(diǎn)，編制了本標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)主要參考了美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AWWA B604-96《顆粒活性炭》、歐盟標(biāo)準(zhǔn)《EN 12915-2:2003》和我國(guó)生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范。

附錄A和附錄B是規(guī)范性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)提出單位：上海市自來(lái)水市北有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：上海城市水資源開(kāi)發(fā)利用國(guó)家工程中心有限公司、上海市自來(lái)水市北有限公司、上海城市污染控制工程研究中心。

本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作單位：山西新華活性炭有限公司、神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司活性炭分公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：戴婕、樂(lè)林生、高廷耀、伍海輝、張東、高煒、鮑士榮、康蘭英、劉茵、黃怡、李光明、程玉康。

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于自來(lái)水深度處理中吸附、過(guò)濾用的煤質(zhì)顆粒活性炭，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了活性炭的技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存和防護(hù)要求。

2 規(guī)范性引用文件

GB/T 7701.4 凈化水用煤質(zhì)顆粒活性炭

GB/T 7702.1 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法——水分的測(cè)定

GB/T 7702.6 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法——亞甲藍(lán)吸附值的測(cè)定

GB/T 7702.7 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法——碘吸附值的測(cè)定

GB/T 7702.3 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法——強(qiáng)度的測(cè)定

GB/T 7702.15 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法——灰分的測(cè)定

GB/T 7702.2 煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法——粒度的測(cè)定

GB/T 601 化學(xué)試劑滴定分析（容量分析）用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

GB/T 603 化學(xué)試劑試驗(yàn)方法中所用制劑及制品的制備

GB 5749 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 5750 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法

GBT 5750-2001 生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范

CJ 3023-1993 活性炭?jī)羲?

ANSI/AWWA B604-1996 美國(guó)國(guó)家顆粒活性炭標(biāo)準(zhǔn)

EN 12915-1、2 歐盟活性炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3 技術(shù)要求

3.1 外觀

暗黑色炭素物質(zhì)，呈顆粒狀。

3.2 煤質(zhì)顆粒活性炭技術(shù)要求

煤質(zhì)顆粒活性炭的技術(shù)要求應(yīng)符合表1，其余GB/T 7701的要求。

表1 技術(shù)指標(biāo)

3.3 煤質(zhì)顆粒活性炭評(píng)價(jià)指數(shù)

將煤質(zhì)顆粒活性炭的碘值、亞甲藍(lán)吸附值和丹寧酸吸附值、腐殖酸吸附值四個(gè)指標(biāo)作為煤質(zhì)顆粒活性炭評(píng)價(jià)技術(shù)參數(shù)，并定義活性炭評(píng)價(jià)指數(shù)為ICA（Index of Carbon Assessment），由下圖式1計(jì)算：

式中：ICA——表示指標(biāo)數(shù)；

Cis——表示性能指標(biāo)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，例如碘吸附值的標(biāo)準(zhǔn)值；

Ci——表示該活性炭的性能指標(biāo)，例如碘吸附值等；

ri——表示性能指標(biāo)與動(dòng)態(tài)吸附容量的相關(guān)系數(shù)，對(duì)于碘吸附值ri=0.4，對(duì)于亞甲藍(lán)吸附值ri=0.3，對(duì)于丹寧酸吸附值ri=0.9，對(duì)于腐殖酸吸附值ri=0.9。

4 檢驗(yàn)方法

4.1 水分的測(cè)定

按GB/T 7702.1煤質(zhì)顆粒活性炭水分的測(cè)定方法。

4.2 碘吸附值的測(cè)定

按GB/T 7702.7煤質(zhì)顆粒活性炭碘吸附值的測(cè)定方法。

4.3 亞甲藍(lán)吸附值的測(cè)定

按GB/T 7702.6煤質(zhì)顆粒活性炭亞甲藍(lán)吸附值的測(cè)定方法。

4.4 丹寧酸吸附值的測(cè)定

按附錄A的方法進(jìn)行

4.5 腐殖酸吸附值的測(cè)定

按附錄B的方法進(jìn)行

4.6 強(qiáng)度的測(cè)定

按GB/T 7702.3煤質(zhì)顆粒活性炭強(qiáng)度的測(cè)定方法。

4.7 水溶性灰分的測(cè)定

按ANSI/AWWAB 604-1996煤質(zhì)顆粒活性炭水溶性灰分的測(cè)定方法。

4.8 粒度的測(cè)定

按GB/T 7702.2煤質(zhì)顆粒活性炭粒度的測(cè)定方法。

4.9 鉛、鋅、鎘、砷的測(cè)定

5 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存

5.1 標(biāo)志

5.1.1 顆粒活性炭的包裝上應(yīng)標(biāo)明制造廠名、產(chǎn)品名稱、商標(biāo)、產(chǎn)品型號(hào)或標(biāo)記、制造日期或生產(chǎn)批號(hào)、產(chǎn)品的主要參數(shù)、產(chǎn)品凈重。

5.1.2 顆粒活性炭的包裝上可以標(biāo)有產(chǎn)品質(zhì)量符合本標(biāo)準(zhǔn)要求的證明和本標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。

5.2 包裝和運(yùn)輸

5.2.1 包裝

包裝袋內(nèi)層應(yīng)密封防潮，并加適當(dāng)?shù)耐獍b，防止受到天氣的危害。

5.2.2 運(yùn)輸

5.2.2.1 顆粒活性炭產(chǎn)品的運(yùn)輸可采用包裝袋運(yùn)輸和集裝箱運(yùn)輸。

5.2.2.2 運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)密密封，潔凈無(wú)腐蝕，防止雨淋、損失和運(yùn)輸過(guò)程中的產(chǎn)品污染。

5.2.2.3 注意輕裝、輕卸，如系軟包裝不得用鐵鉤拖運(yùn)。

5.2.2.4 采用集裝箱時(shí)，如裝有多種顆粒活性炭，應(yīng)用不同的分隔間擋隔開(kāi)。

5.3 貯存

5.3.1 穩(wěn)定性

活性炭容易吸收水分，應(yīng)保持產(chǎn)品通風(fēng)干燥，并且遠(yuǎn)離易揮發(fā)物質(zhì)。

5.3.2 不能共存的物質(zhì)

必須采取嚴(yán)格的預(yù)防措施防止顆粒活性炭接觸強(qiáng)氧化劑（如過(guò)氧化氫，高錳酸鉀，次氯酸鹽，氯，臭氧等）、碳?xì)浠衔铮ㄈ缡汀⑵汀?nèi)燃機(jī)燃料、油脂、油漆稀釋劑等等）、揮發(fā)溶劑和水分。

6 安全防護(hù)措施

6.1 人員防護(hù)

當(dāng)工作人員進(jìn)入放有活性炭的封閉區(qū)或部分封閉區(qū)時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

6.2 火災(zāi)防護(hù)

6.2.1 預(yù)防措施

6.2.1.1 活性炭應(yīng)貯存在防火的房屋或者倉(cāng)庫(kù)里。

6.2.1.2 活性炭應(yīng)儲(chǔ)放在遠(yuǎn)離氧化劑和易燃物質(zhì)的地方。

6.2.2 滅火措施

6.2.2.1 可使用任何滅火介質(zhì)，宜使用泡沫滅火器滅火。

6.2.2.2 應(yīng)配備完備的供氧裝置。

6.3 急救措施

6.3.1 如果活性炭接觸皮膚，可用肥皂和自來(lái)水沖洗。

6.3.2 如果活性炭接觸眼睛，可用自來(lái)水或凈化水沖洗15min。

6.3.3 如果吸入活性炭，應(yīng)轉(zhuǎn)移到有新鮮空氣的地方。

附錄A(規(guī)范性附錄)

顆粒活性炭丹寧酸吸附值的檢驗(yàn)方法

A.1 丹寧酸吸附值

A.1.1 方法提要

一定體積和濃度的丹寧酸溶液經(jīng)過(guò)活性炭柱過(guò)濾后收集，通過(guò)分光光度法測(cè)出過(guò)濾前后丹寧酸濃度，求出每克試樣吸附丹寧酸的毫克數(shù)。

A.1.2 試劑

丹寧酸：分析純，分子量為1700。

A.1.3 溶液及其配制

丹寧酸標(biāo)準(zhǔn)使用液：500mg/L，準(zhǔn)確稱取1.0g分析純丹寧酸到蒸餾水中，并稀釋到2L，混勻。

A.1.4 儀器、裝置

A.1.4.1 丹寧酸吸附試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖A.1）

A.1.4.1.1 有機(jī)玻璃柱：內(nèi)徑為29mm，高度約為500mm，有機(jī)玻璃柱的底部裝有50mm高的玻璃珠承托層以支撐活性炭，炭層高度約為120mm，炭上水位保持70mm左右。出水管應(yīng)向上彎起，與柱內(nèi)液面相平，防止活性炭柱濾干。

A.1.4.1.2 蠕動(dòng)泵。

A.1.4.2 容量瓶：1L和2L。

A.1.4.3 試劑瓶：4L。

A.1.4.4 玻璃珠

A.1.4.5 電熱恒溫干燥箱：0~300℃。

A.1.4.6 天平：感量1mg。

A.1.4.7 干燥器：內(nèi)裝無(wú)水氯化鈣或變色硅膠。

A.1.4.8 紫外分光光度計(jì)

A.1.5 測(cè)試步驟

a) 配制0~30mg/L濃度范圍的丹寧酸溶液，在紫外分光光度計(jì)上用1cm石英比色皿，在275nm波長(zhǎng)處以蒸餾水為參比測(cè)定各濃度的吸光度，根據(jù)吸光度與濃度的關(guān)系繪制丹寧酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。

b) 在清洗干凈的活性炭柱上高度為170mm處作標(biāo)記。

c) 取100mL活性炭試樣放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)，在105℃下烘干1h，然后放入干燥器中冷卻至室溫備用。

d) 預(yù)先在活性炭柱內(nèi)加入50mm的玻璃珠承托層。稱取一定量烘干后的活性炭用蒸餾水浸泡30min，除去炭灰和殘?jiān)瑳_洗后慢慢加入到活性炭柱中，并達(dá)到高度為170mm的位置。裝炭前，在活性炭柱內(nèi)加入20mL的丹寧酸溶液，使裝入的炭完全浸沒(méi)在水中。應(yīng)當(dāng)注意的是在試驗(yàn)過(guò)程中，活性炭應(yīng)完全浸沒(méi)在丹寧酸溶液中，以避免炭床中溝槽作用的發(fā)生以及空氣進(jìn)入活性炭層。

e) 配制的500mg/L的丹寧酸溶液用蠕動(dòng)泵以35mL/min的速度，從上往下通過(guò)該活性炭柱（假定使用的柱子內(nèi)徑是29mm，若使用其他內(nèi)徑的柱子，應(yīng)按比例調(diào)整進(jìn)水流量，以保證濾速和空床接觸時(shí)間不變），并同時(shí)收集1L濾出液（以第一遍過(guò)濾為基準(zhǔn)）。

f) 將濾液混勻，用蒸餾水稀釋20倍后，殘余丹寧酸濃度可以通過(guò)在分光光度計(jì)275nm波長(zhǎng)處以蒸餾水為參比測(cè)定紫外吸收值的方法獲得，并記錄稀釋比例20。

A.1.6 測(cè)定結(jié)果的處理

A.1.6.1 殘余丹寧酸濃度的確定

丹寧酸濃度可以在275nm （最大吸收峰）處通過(guò)紫外吸光度確定。配制的丹寧酸溶液經(jīng)活性炭過(guò)濾前、后溶液中丹寧酸的濃度，通過(guò)稀釋后用0~30mg/L濃度范圍的標(biāo)準(zhǔn)曲線確定。

A.1.6.2 丹寧酸吸附值按式（1）和（2）計(jì)算：

吸收單寧酸的百分比=1-（出水單寧酸濃度×稀釋比例）/（進(jìn)水單寧酸濃度×稀釋比例）（1）

單寧酸的吸附容量（mg/g）=（吸收的單寧酸百分比×進(jìn)水單寧酸濃度×1L）/活性炭柱中活性炭的重量（g）（2）

附錄B（規(guī)范性附錄）

顆粒活性炭腐殖酸吸附值的檢驗(yàn)方法

B.1 腐殖酸吸附值

B.1.1 方法提要

一定體積的腐殖酸溶液經(jīng)過(guò)活性炭柱過(guò)濾后收集，通過(guò)分光光度法測(cè)出過(guò)濾前后腐殖酸濃度，求出每克試樣吸附腐殖酸的毫克數(shù)。

B.1.2 試劑

B.1.2.1 硼酸鈉：分析純。

B.1.2.2 腐殖酸：生化試劑。

B.1.3 溶液及其配制

B.1.3.1 硼酸鈉緩沖溶液：pH=9.18

稱取3.80g硼酸鈉（Na2B4O7·10H2O）不能烘，溶解于蒸餾水中，稀釋至1L。

B.1.3.2 腐殖酸溶液：20mg/L

準(zhǔn)確稱取20mg腐殖酸，溶解在緩沖溶液中，稀釋至1L。此溶液濃度為20mg/L。

B.1.4 儀器、裝置

B.1.4.1 腐殖酸吸附試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖B.1）

B.1.4.1.1 有機(jī)玻璃柱：內(nèi)徑為29mm，長(zhǎng)度大約為500mm，有機(jī)玻璃柱的底部裝有50mm的玻璃珠承托層以支撐活性炭，炭層高度約為120mm，炭上水位保持70mm左右。出水管應(yīng)向上彎起，與柱內(nèi)液面相平，防止活性炭柱濾干。

B.1.4.1.2 蠕動(dòng)泵。

B.1.4.2 容量瓶：1L和2L。

B.1.4.3 試劑瓶：4L。

B.1.4.4 玻璃珠

B.1.4.5 電熱恒溫干燥箱：0~300℃。

B.1.4.6 天平：感量1mg。

B.1.4.7 干燥器：內(nèi)裝無(wú)水氯化鈣或變色硅膠。

B.1.4.8 紫外分光光度計(jì)

B.1.5 測(cè)試步驟

a) 配制0~25mg/L濃度范圍的腐殖酸溶液，用1cm石英比色皿在紫外分光光度計(jì)上，在254nm波長(zhǎng)處以緩沖溶液為參比測(cè)定各濃度的吸光度，根據(jù)吸光度與濃度的關(guān)系繪制腐殖酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。

b) 在清洗干凈的活性炭柱上高度為170mm處作標(biāo)記。

c) 取100mL活性炭試樣放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)，在105℃下烘干1h，然后放入干燥器中冷卻至室溫備用。

d) 預(yù)先在活性炭柱內(nèi)加入50mm的玻璃珠承托層。稱取一定量烘干后的活性炭用蒸餾水浸泡30min，除去炭灰和殘?jiān)瑳_洗后慢慢加入到活性炭柱中，并達(dá)到高度大約為170mm的位置。裝炭前，在活性炭柱內(nèi)加入20mL左右的腐殖酸溶液，使裝入的炭完全浸沒(méi)在水中。應(yīng)當(dāng)注意的是在試驗(yàn)過(guò)程中，活性炭應(yīng)完全浸沒(méi)在腐殖酸溶液中，以避免炭床中溝槽作用的發(fā)生以及空氣進(jìn)入活性炭層。

e) 20mg/L的腐殖酸溶液用蠕動(dòng)泵以35mL/min的速度，從上往下通過(guò)該活性炭柱（假定使用的柱子內(nèi)徑是29mm，若使用其他內(nèi)徑的柱子，應(yīng)按比例調(diào)整進(jìn)水流量，以保證濾速和空床接觸時(shí)間不變），并同時(shí)收集1L濾出液（以第一遍過(guò)濾為基準(zhǔn)）。

f) 將濾液混勻，用注射式過(guò)濾器及0.45μm膜過(guò)濾，用1cm石英比色皿在紫外分光光度計(jì)上，在254nm波長(zhǎng)處以緩沖溶液為參比測(cè)定各濾液的吸光度，通過(guò)得到殘余腐殖酸的濃度。

B.1.6 測(cè)定結(jié)果的處理

B.1.6.1 殘余腐殖酸濃度的確定

腐殖酸可以在254nm（最大吸收峰）處通過(guò)紫外吸收確定。配制的丹寧酸溶液經(jīng)活性炭過(guò)濾前、后溶液中丹寧酸的濃度，通過(guò)0~25mg/L濃度范圍的標(biāo)準(zhǔn)曲線確定。

B.1.6.2 腐殖酸吸附值按式（3）和（4）計(jì)算：

吸收腐殖酸的百分比=1-出水腐殖酸濃度/進(jìn)水腐殖酸濃度（3）

腐殖酸的吸附容量（mg/g）=（吸收的腐殖酸百分比×進(jìn)水腐殖酸濃度×1L）/活性炭柱中活性炭的重量（g）（4）