当Cobb County-Marietta水务局（CCMWA）预计需要升级Hugh A. Wyckoff水处理厂时，其运营商在审查了几种替代品之后转向使用颗粒活性炭（GAC）技术。该工厂是一个双工厂系统的批发商，每天处理多达7200万加仑，为约35万人提供服务。CCMWA由Wyckoff和James E. Quarles处理厂组成，是佐治亚州第二大供水商。
Wyckoff工厂从Allatoona湖取水。由于工厂的位置和设置，在那里处理的水可以在运输中保留长达10天，导致更高的消毒副产物（DBP）水平。CCMWA需要对其工厂进行升级，以符合美国环境保护署（EPA）关于DBP的第2阶段法规。
2002年，CCMWA开始试用和测试不同的技术，包括：
- 臭氧生物过滤
- 连续离子交换
- 碳吸附
- 纳滤
2009年，实施活性炭技术的计划已经到位，CCMWA和CH2M HILL工程师开始了最终的设计工作。压力容器中包含的GAC是工厂DBP要求的最佳解决方案。28艘船的安装使其成为单一设施中最大的GAC压力容器安装。
解决方案
为了保持较低的DBP并为将来的合规做好准备，CCMWA在选择技术时考虑了几个选项。五项指导标准是：
- 降低DBP的有效性
- 该技术对工厂的操作适应性
- 操作灵活
- 资本成本
- 运营和维护（O＆M）成本
- 废水排放限制
在做出这一决定之前，CCMWA研究了连续离子交换技术，该技术可去除特定的分子量有机物。它去除了天然存在的有机物质（NOM），以总有机碳（TOC）来衡量，但不包括制药和个人护理产品（PPCPs），CCMWA认为这些产品可能在未来受到监管。考虑到当地污水处理厂的小容量，这个过程中的废水处理将成为Wyckoff的一个问题。连续离子交换系统通常也需要很大的占地面积，这在Wyckoff是不可用的。此外，CCMWA的连续离子交换使用的树脂在全球范围内仅在一家工厂生产，导致供应/成本问题，CCMWA的项目工程师Patrick Pherson说。
臭氧和生物过滤在TOC减少方面提供了微小的改善。Pherson说，资本和运行和维护成本对于水质的逐步改善来说是很高的。另外，现有的多媒体过滤器需要用更深的床来代替，以适应生物过滤介质，这对于植物的液压系统来说是困难的。
然后CCMWA检查纳米过滤。尽管工厂经营者表示清除非常好，但膜很快就会结垢，并且该过程产生了具有高TOC含量的废物流。对于CCMWA，估计该废物流的流量约为每天300万加仑。该工厂认为这样做太多，无法送到当地的污水处理厂或在现场轻松处理。因此，纳米过滤被认为是不可行的。
尽管在邻国接受了氯胺的使用，但格鲁吉亚不鼓励使用氯胺。氯胺可以消除受管制的DBP，但是它们也可以创建它们自己的DBP集，这些DBP目前是不受管制的，但可能在未来。CCMWA认为氯胺只能是一种短期解决方案。
在取消这些选项后，CCMWA决定由选定等级的烟煤制成的GAC最符合标准，因为它为当前和未来的法规提供了解决方案，具有操作灵活性，可在Wyckoff环境中维护，并且不会产生太多废水。预计GAC过滤器的操作相对容易适应，因为该工厂已经安装了传统的多媒体过滤器，并且GAC过滤在操作方面类似。
“我们预计，在未来20年内，将会有更多关于药物和个人护理产品污染物的法规，”Pherson说。“我们已经拥有了一种技术，可以将许多这些新出现的污染物排除在外。这个装置不仅考虑到现行法规，还着眼于未来的法规。“
CCMWA选择竞争性地竞标压力容器（见图1）和GAC。根据其在饮用水再活化方面的经验以及与CCMWA合作设计和供应GAC设施的经验，GAC的制造商也被选择用于再激活供应合同。
船只
这些容器装有一个吸附系统，该系统使用GAC从液体中去除溶解的有机污染物，如DBPs和天然有机污染物。这些容器可容纳多达40,000磅的GAC，提供额外的接触时间，以去除低浓度的化合物或吸附性差的化合物。
该系统配有两条GAC排放管线，每条排放管线可提取20,000磅废碳，通过消除从容器中清除废碳时所涉及的猜测，最大限度地缩短了GAC交换所需的时间。另外，沿容器直侧的三个喷嘴可装配有床内样品组件，以允许操作者在吸附物流过床时监测吸附物的进展。
标准设计包括两个容器和一个集中管道歧管，以便进行串联或并联操作，但如果愿意，它也可以作为单个容器。
以经济有效的方式满足法规要求
CCMWA从5月到10月季节性地运行GAC过滤器，以保持在DBP限制之下。这种有限的操作延长了GAC床的使用寿命。GAC过滤器能够处理植物的部分流动，并且其处理过的水与过滤水混合。这减少了流向GAC容器的流量并延长了GAC的使用寿命。
持续监控GAC设施的污水可确保系统优化GAC使用。每周采样的每个GAC过滤器上的监控点确定每个过滤器何时接近耗尽。CCMWA跟踪碳能够处理多少TOC。一旦碳流失至通过工厂的TOC去除30％，它将被送回再生。
通常，Pherson说，在GAC正常运营的五个月赛季结束时，碳将耗尽，并且每年只能重新激活一次。这些容器可以单独打开和关闭，这为工厂操作员提供了确定夏季使用碳量的灵活性。
对于它的交换，CCMWA使用定制的市政再激活（CMR）碳。在此过程中，废弃的活性炭从过滤器中移除并运输到GAC制造商的NSF认证的专用饮用再生设施之一，在那里它在高温下热再活化。制造商拥有一个专门的NSF认可的再激活工厂。在重新激活过程中，GAC捕获的有机化合物在经受高温时会被破坏，同时将GAC恢复到可用状态。与使用原始碳相比，这为客户节省了成本。再生/再循环过程对环境也更好，与原始活性炭的制造相比，二氧化碳足迹减少。
然后将重新激活的碳以及少量的原始化妆品GAC返回CCMWA，以便在其Wyckoff工厂重复使用。与每年更换原始GAC相比，定制重新激活可使CCMWA节省约30％的使用活性炭成本。
Calgon Carbon是颗粒活性炭的生产商，供应100多种活性炭产品 - 颗粒状，粉状，颗粒状和布状 - 适用于700多种应用。该公司为饮用水，废水，污染减排以及工业和商业制造过程提供净化解决方案。
