臭氧-活性炭深度处理工艺

四川什邡市某水厂臭氧-生物活性炭深度处理工艺分析

Ｊｕ１．２０１３
・
能源与环境工程・
四川什邡市某水厂臭氧一生物活性炭深度处理工艺分析
罗本福，宁海燕，杨曦
（１．西华大学能源与环境学院，四川成都６１００３９；２．成都大学图书馆，四川成都６１０１０６）
ห้องสมุดไป่ตู้
降低微生物穿透滤层的风险有利。
关键词：臭氧；生物活性炭；给水深度处理；工艺设计
中图分类号：Ｘ５２文献标志码：Ａ文章编号：１６７３～１５９Ｘ（２０１３）０４— ０１０９— ０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３— １５９Ｘ．２０１３．０４．０２５
ＳｈｉｆａｎｇＳｈｉｃｈｕａｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｅｘｐｅｉｒｅｎｃｅａｎｄｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒ０３／ＢＡＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏｊｅｃｔ．Ｉｆｔｈｅｔｈｅｃｈｏｌｇｙｆｏｒｓｅｐａｒａ－ｉｒｎｇｏｘｙｇｅｎｆｒｏｍａｉｒｗａｓｐｒｏｖｉｄｅｄｉｎｐｒｏｊｅｃｔｌｏｃａｔｉｏｎ，ｗｈｅｎｔｈｅｏｚｏｎｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎＱ０３ ≤６０ｋｇｏ３／ｈ，ｐｕｒｃｈａｓｅｏｆｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎａｓｔｈｅ

臭氧-生物活性炭工艺

生作用
结果：增多吸附容量，延长活性炭滤池的工作周期
2.2 生物再生步骤
活性炭吸附有机物，液相中有机物含量减低水中细菌附着在活性炭表面细菌选择水中的生物易降解有机物分解，并不断繁殖；易生物降解有机物含量下降，难降解有机物含量不受影响
2.2 生物再生步骤
伴随液相生物易降解有机物含量下降，吸附的有机物发生解吸；解吸的有机物中易降解有机物在液相中扩散，被细菌降解解吸后空出活性炭表面的吸附点有可吸附有机物，起到生物再生
微生物
去除小分子的亲水性有机物
2 生物再生
影响因素
作用机理
优缺点工程应用
生物再生
对水中有机物的吸附和微生物的氧化
分解是相继发生的，微生物的氧化分解作用陆
续空出了吸附位，使活性炭的吸附能力得到恢
复；而活性炭的吸附作用又使微生物获得丰富
的养料和氧气，二者相互促进，起到了生物再
始运行。

深圳水库是深圳市的主要供水水源,属南方地
区典型的低浊、高藻、微污染类水质。虽然东深供
水生物预处理工程(处理能力为400*104m3/d)的实施
在一定程度上改善了深圳水库的水质,但是原水中的
嗅味、藻类和有机物等污染物质的浓度仍然维持在
一个较高的水平,采用常规工艺处理时出水水质得不
到保证。
工艺流程图
臭氧-生物活性炭工艺
内容
1
作用机理
2
生物再生
3
影响因素
4
优缺点
5
工程应用
1 作用机理
影响因素
生物再生
优缺点工程应用
作用机理
1.1 活性炭的空隙特性
大孔
直径 100~10000nm 比表面积占1%

混凝-臭氧-超滤工艺处理活性炭滤池反冲洗废水

混凝-臭氧-超滤工艺处理活性炭滤池反冲洗废水随着饮用水安全保障需求的提升，以臭氧-活性炭滤池为代表的深度处理工艺得到普遍应用，这使水厂反冲洗废水量进一步增加。

目前国内大多水厂将反冲洗废水直接排放，而对活性炭滤池反冲洗废水进行处理与利用，一方面可以提高水厂对水源水的利用率，另一方面可以降低废水的排放量，从而对环境的保护、水资源的节约以及节水型社会的建设具有重要意义。

近年来，超滤工艺普遍应用于饮用水处理与废水处理中，但膜污染成为其推广应用的瓶颈问题。

平板陶瓷膜较有机膜抗污染程度高，而且易清洗，使用寿命长。

因此，采用平板陶瓷膜超滤工艺对活性炭滤池反冲洗废水进行处理极具技术可行性。

活性炭滤池反冲洗废水水质特性复杂，想要实现超滤完全净化回用，保证生物和化学安全性以及控制运行过程中的膜污染，必须要组合一定的预处理工艺。

董岳等采用混凝-超滤的方法来处理活性炭滤池反冲洗水，李平波等采用混凝-粉末活性炭-超滤工艺对滤池反冲洗水进行处理，W ANGH等采用预氧化减少饮用水再利用过程中的膜污染问题。

但少有人采用混凝-臭氧-超滤的方法来处理活性炭滤池反冲洗废水，关注消毒副产物前体物和嗅味物质去除效果的研究也较少。

因此，本文采用混凝-臭氧-超滤组合工艺，对苏州某水厂活性炭滤池反冲洗废水进行处理，研究组合工艺对各项指标的净化效能，以期为水厂反冲洗废水的处理提供理论依据与技术支撑。

一、材料与方法1.1 试验水样苏州某水厂活性炭滤池共10座，日处理量30万t，反冲洗周期为7d，反冲洗程序为气冲5min、静置3min、水冲6min。

其中气冲强度为35~36m3/(m2·h)，水冲强度为17~18m3/(m2·h)。

将水厂活性炭滤池反冲洗废水作为试验水样。

试验水样常规水质参数见表1。

由表1可以看出，活性炭滤池反冲洗废水特点为高浊度与高有机物含量并存，且微生物含量也较高。

1.2 试验装置与流程采用小试试验进行研究，试验装置见图1。

臭氧-活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究

臭氧 - 活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究摘要：采用臭氧-活性炭联用工艺处理某污水处理厂“改良A2O-深床滤池”工艺出水，能有效去除污水中的COD，平均去除率为66%，最大去除率可达到88%。

并且，与单纯活性炭工艺相比，臭氧-活性炭联用工艺的处理效果更好，出水水质更稳定。

“改良A2O-深床滤池”工艺出水经臭氧-活性炭联用工艺处理后，出水COD、BOD5及色度均能满足DB32/1072－2018的排放要求。

优化臭氧投加量为15～20mg/L。

臭氧工艺与活性炭工艺联用后，降低了活性炭吸附单元的处理负荷，能有效延长活性炭的吸附饱和时间，延长活性炭的使用寿命，在工程应用中将降低活性炭处理单元的运行成本。

本文主要分析臭氧-活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究。

关键词：臭氧;活性炭;深度处理;污水处理厂引言复合臭氧活性炭工艺利用臭氧的强氧化能力，将废水中的有机物氧化，还原成中小分子有机物质，然后通过活性炭吸附去除。

许多研究和应用都证明它能有效地提高污水质量。

为验证臭氧和活性炭联合工艺能否满足西山污水处理厂的处理要求，以该厂“改性a2-深层床过滤器”工艺中的废水为处理对象，通过试运行研究臭氧和活性炭联合工艺的处理效果。

比较纯活性炭工艺，研究了在活性炭处理前添加臭氧处理的必要性。

1、活性炭特征及作用原理活性炭是一种黑色多孔固体碳，包括粉末、颗粒、块体、蜂窝或晶体。

由于其特殊而丰富的多孔结构，具有较强的吸附功能。

吸附功能主要分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附是指活性炭采用其自身的微孔或孔隙结构来吸收分子直径小于活性炭孔隙直径的水中和空气中的杂质。

化学吸附是指由于表面异质原子、化学功能组、化合物和吸附物质之间的化学反应而对活性炭进行化学吸附。

在上述两种吸附方法的共同作用下，活性炭可以完全吸附废水中的重金属离子、各种杂质和污染物，实现较好的水处理效果，从而在水处理行业得到广泛应用。

2、污水处理工艺2.1污水处理工艺选择本工程污水处理厂预处理系统由生活污水预处理系统和工业污水预处理系统组成。

臭氧—生物活性炭深度水处理工艺探究

2017年09月臭氧—生物活性炭深度水处理工艺探究曲鋆洋（大庆油田水务公司东风水厂，黑龙江大庆163000）摘要：现在全球淡水量越来越少，水污染越来越严重，因此，净化水成为现在人们关注的话题。

我国全国各地的水资源多少都会存在一些污染，为提高水的质量，会在原有的常规水处理的基础上增加净化水工艺，现在常用的是臭氧——生物活性炭深度水处理工艺，并且在一些地区取得良好的成绩。

本文笔者简要介绍臭氧——生物活性炭深度水处理工艺的原理和具体措施，便于人们了解和接受该工艺产出水。

关键词：净水原理；臭氧接触池；生物活性炭；反冲洗现在人们可用的淡水资源除了地下水以外，还有一部分来自于运河支流，人们生活涉及到各方各面，都会对地表淡水产生污染，水中的氨氮、色度、亚硝酸盐、耗氧量和铁的含量明显增多，人们直接饮用会对健康造成不利影响。

常规的水处理办法已经不能够将这些有害物质除去，并且还存在多种弊端，例如在净水过程中，向水中投入大量的氮会使水中的三氯甲烷和致癌物质明显增多，并且水中还残留一些难闻的气味，不能达到国家标准饮用水的要求，现在新出现的臭氧——生物活性炭深度水处理工艺在深度净水方面取得一定的成绩，并且其中氧化工艺比较适合大部分地区原水水处理，能明显降低水中氨氮的含量，提高水质量，并且相较于其他大型净水设备，该工艺成本低，能大面积快速净水，因此受到很多社会人士的推崇。

1臭氧——生物活性炭深度水处理工艺概述臭氧——生物活性炭深度水处理工艺又被人们称为第二代水净化工艺，该工艺主要是利用了臭氧和活性炭具有吸附能力的特点，臭氧能够吸附水中的一些小分子物质和离子物质，活性炭能够吸附水中悬浮物、胶体、色素等物质，将两者结合起来，对于净化水有双重叠加作用。

臭氧——生物活性炭深度水处理工艺在运行时，臭氧氧化在先，然后利用活性炭吸附水中的某些物质，因为活性炭具有强大的吸附能力，能够将微生物聚集起来，辅助清除水中更多的有机污染物，即清除能力用肉眼可见。

焦化废水臭氧-生物活性炭的深度处理技术

焦化废水生物处理出水一般很难达到排放要求，要进行深度处理．１需近０年来，着臭氧发生随
全矿化，般去除１ｇ化学需氧量（ｈｍｉａＯｙ一Ｃｅｃｌｘ —
ｇｎＤｍａｄＣｅｅｎ，ＯＤ）需要消耗５ｇ的臭氧一３臭氧３，
（ｌｇｆＣｈｍｉｔｙａｄＣｈｅｃｌＥｎｇｎｅｉｇ，ＳａｇｉＵｎｖｒｉｙｏｇｎｅｉｇＳｃｅｅＣｏｌｅｏｅｓｒｎｅｍｉａｉｅｒｎｈｎｈａｉｅｓｔｆＥｎｉｅｒｎｉｎｃ，Ｓｈｎａ０６０，Ｃｈｎ）ａｇｈｉ２１２ｉａ
第２５卷第２期
２１０１年６月
上
海
工
程
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术
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学
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报
Ｖ０＿５ＮＯ２ｌ２．
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＵＮＩＲＩＮＧＩＥＩＶＥＳＴＹＯＦＥＮＥＲＮＧＣＥＥＳＩＮＣ
Ｊｎ０１ｕ．２１
ｄｕｏａｈｇｈｃｎｃｎｔａｉｅａｎｉｇｎｉｓａｄＮＨ；一Ｎ．ｅｔｉｏｅｒｔｏｎｏｆｒｍｉｎｇｏｒａｃｎＴｈｅｅｏｅ，一ｒｆｒＯ３ＢＡＣｏｅｓｗａｄｐｔｄｐｒｃｓｓａｏｅａｈｅａａｃｎｒａｍｅｒｅｓｆｒｔｆｌｎｔＥｘｒｍｅｔｌｒｓｌｓｉｄｉａｅｔｔｓｍｅｏｇａｃｒｓ— ｓｔｄｖｎｉｇｔｅｔｎｔｐｏｃｓｏｈｅｅｆｕｅ．ｐｅｉｎａｅｕｔｎｃｔｈａｏｒｎｉｅｉ

浅谈臭氧,臭氧活性炭的技术应用

浅谈臭氧-生物活性炭深度水处理工艺摘要主要探讨臭氧—生物活性炭深度水处理工艺的优缺点，总结工艺设计的要点，并介绍了它们的一些具体运用，为臭氧-生物活性炭深度水处理工艺的进一步推广提供技术支持。

关键词臭氧活性炭城市供水工艺设计1臭氧－生物活性炭深度水处理工艺(O3-BAC) 概述臭氧-生物活性炭深度水处理技术被称为饮用水净化的第二代净水技术，臭氧-生物活性炭技术采用臭氧氧化和生物活性炭滤池联用的方法，将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附和生物氧化降解四种技术合为一体。

其主要目的是在常规处理之后进一步去除水中有机污染物、氯消毒副产物的前体物以及氨氮，降低出水中的BDOC和AOC，保证净水工艺出水的化学稳定性和生物稳定性。

臭氧是氧的同素异性体，分子式为O3，常态呈气体，淡蓝色，有特殊气味；臭氧是自然界最强的氧化剂之一，具有广谱杀微生物作用，其杀菌速度高于氯气。

臭氧投加在水中以后，主要有三个作用，一方面直接降解有机物，减少进入活性炭池中的有机负荷；一方面把大分子有机物降解为小分子有机物，改变水中有机物的分子量分布，提高水中有机物的可生化性，从而有利于强化后续活性炭工艺对于中小分子量有机物的吸附降解；最后一个作用就是为后续活性炭工艺充氧，有利于活性炭好氧微生物的生长。

活性炭几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造，这包括木材、锯末、煤、泥炭、果壳、果核、蔗渣、骨、石油脚、皮革废物、纸厂废物等等，近来有的国家倾向于用天然煤和焦炭制造粒状活性炭。

活性炭的主要特征是比表面积大和带孔隙的构造，因而显示出良好的吸附性能。

活性炭分粉末活性炭和颗粒活性炭两种，两者不同之处是颗粒大小不同，其吸附性能没有本质上的区别。

活性炭作为一种多孔物质，能够吸附水中浓度较低、其它方法难以去除的物质，同时，还可以去除水中的浊度、嗅味、色度，改善水的口感，而且能够有效地吸附合成洗涤剂、阴离子表面活性剂等活性物质；活性炭还具有催化作用，催化氧化臭氧为羟基自由基，最终生成氧气，增加水中的溶解氧(DO)的浓度。

【臭氧-生物活性炭工艺】的设计与运行管理

【臭氧- -生物活性炭工艺】的设计与运行管理臭氧- 生物活性炭工艺的设计与运行管理张金松, 范洁, 乔铁军(深圳市水务〈集团〉有限公司, 深圳518031)摘要: 针对臭氧—生物活性炭工艺设计和运行管理的重点问题,首先对工艺设计中的活性炭滤料选择、活性炭滤层结构设计、活性炭池型选择、臭氧系统选择、臭氧接触池优化设计和复合预氧化设计等内容进行了研究和总结,并且对工艺运行管理中存在的微生物安全、大型微生物控制、活性炭滤池初滤水管理及pH控制、预臭氧和主臭氧工艺的运行管理等问题,提出了相应的解决方案,以及今后应用中应重点注意的若干问题。

关键词: 臭氧活性炭; 设计; 运行管理; 微生物安全; 标准深水集团所属梅林水厂和笔架山水厂的臭氧—生物活性炭工艺分别于2005 年和2006 年投入运行,对水厂进一步提高有机物、氨氮的去除效果,降低嗅味,全面改善水质发挥了重要作用。

但在实际运行中,也陆续发现了一些国内外文献未曾报道过的新问题,如生物活性炭导致pH值大幅降低,出水有剑水蚤、线虫等微型动物检出等水质问题。

因此,如何通过更好的设计和运行管理,从技术上解决这些问题,无论在理论上还是在实践中均具有非常重要的意义。

1工艺设计1.1活性炭性能指标的选择标准根据制造原料不同,活性炭可分为木质炭、果壳炭和煤质炭等,其中煤质活性炭因其具有多孔性和高硬度的优点,且来源稳定和价格较低,在大规模水处理工程中得到广泛应用。

在水处理工程中,国外多采用不定型炭(主要是压块破碎炭) ,而国内柱状炭的应用最为广泛。

近些年来,不定型炭(主要是柱状破碎炭)在国内得到越来越多的关注,并已经被应用在一些新建水厂中。

研究结果表明,活性炭滤池出水水质与活性炭性能指标之间具有某种相关性。

根据分析结果和实际运行情况,并参考国内外活性炭选择的标准,制定了适合于我国南方地区饮用水中活性炭选择的性能指标,如表1所示。

1.2活性炭滤层结构活性炭滤层厚度一般不低于1. 2 m,根据要去除的不同污染物,接触时间在6～30 min之间,但在一些应用中可高于或低于这个范围。

深圳梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计

深梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计黄年龙廖凤京提要深圳梅林水厂深度处理采用臭氧活性炭深度处理工艺,介绍了该工艺的设计参数,并对设计中的重点进行了分析,提出了臭氧活性炭深度处理工艺的出水水质指标与经济指标。

关键词臭氧接触氧化生物活性炭过滤设计参数水质指标经济指标梅林水厂是深圳市供水量最大的一座水厂,其规划总规模为90万m 3/d,现状常规处理规模为60万m 3/d 。

水源为深圳水库水,属低浊多藻富营养化的水体。

根据深圳水库原水的水质特点,在中试的基础上,梅林水厂深度处理设计采用臭氧接触氧化+生物活性炭过滤工艺,其净水工艺流程见图1。

图1 净水工艺流程示意1 臭氧接触氧化对于富营养化或受有机污染的水体,采用预氯化会导致水中形成THM s 等三致物质,而臭氧和活性炭均不能有效地将该类物质去除,只能靠活性炭吸附,富集在活性炭里。

但当活性炭吸附饱和后,又会释放进入水中,导致出水TH Ms 浓度升高,影响处理效果。

另一方面,预氯化的余氯,也会对后续活性炭上生物体的活性产生抑制作用,从而导致活性炭的生物降解能力下降。

因此,对臭氧活性炭工艺,设计取消预加氯,将臭氧氧化分为预臭氧氧化与后臭氧氧化,以预臭氧化代替预氯化,从而保证深度处理工艺的效果。

1 1 预臭氧接触池预臭氧主要的作用是杀藻,改善絮凝效果和去除部分有机物,避免预氯化产生消毒副产物。

预臭氧投加量设计采用0 5~1 5mg/L,一般运行在1mg/L 左右,高藻时投加1 5mg/L 。

预臭氧接触时间,根据试验设计采用4min,主要考虑使絮凝剂的投加与藻类的去除效果最佳。

预臭氧接触池采用2座,每座分2格,每格处理水量为15万m 3/d 。

单格池宽为6m ,池长为15 6m,有效水深为6m,超高为0 75m 。

每格预臭氧采用前端1点投加,竖向廊道混合,混合流速采用0 12~0 2m/s,混合水头控制在0 1m 以内。

臭氧投加设备采用水射器与多孔扩散管,每台水射器流量为56m 3/h,水射器前水压为0 35MPa (相对压力)。

污水处理工艺流程深度处理与活性炭吸附

污水处理工艺流程深度处理与活性炭吸附污水处理是对废水中的有害物质进行去除和净化的过程，以确保水体环境的健康与安全。

深度处理和活性炭吸附是常用的污水处理工艺，本文将探讨这两种工艺的原理、应用和效果。

一、深度处理工艺原理深度处理工艺是指对经过常规处理后的污水再进行进一步的处理，以彻底去除残留的有机物、重金属等有害物质。

其核心原理是通过各种物理、化学和生物方法对污水进行处理，以达到更严格的排放标准。

在深度处理工艺中，常用的方法包括氧化、高级凝聚、膜分离等。

例如，氧化技术通过添加强氧化剂如臭氧或过氧化氢来降解有机物。

高级凝聚则利用混凝剂对残留悬浮物和胶体进行聚集和沉淀。

膜分离工艺则通过微孔过滤膜或渗透膜对污水进行过滤和分离。

二、深度处理工艺应用深度处理工艺广泛应用于工业废水、生活污水和农业污水处理领域。

在工业废水处理中，深度处理可以对含有有机物、重金属等的废水进行高效净化，以满足环境排放标准；在生活污水处理中，深度处理可以有效去除污水中的细菌、病毒和其他有机污染物；在农业污水处理中，深度处理可以对农田排水和养殖废水进行综合处理，以保护农业土壤和水源安全。

三、活性炭吸附原理活性炭吸附是指利用活性炭对污水中的有机污染物进行吸附和分离的过程。

活性炭是一种多孔吸附材料，具有较大的比表面积和高吸附能力，可以有效去除污水中的溶解性有机物、颜料、农药等有害物质。

活性炭吸附的原理是通过物质在固体表面上的附着、吸附和浓缩，实现污染物与活性炭的分离。

活性炭的孔隙结构和化学性质会影响吸附性能，因此选择适当的活性炭材料和调节工艺条件对吸附效果至关重要。

四、活性炭吸附工艺应用活性炭吸附广泛应用于水处理、空气净化和环境修复等领域。

在水处理中，活性炭通常用于去除水中的有机物、余氯和重金属等污染物，提高水质的净化效果。

在空气净化中，活性炭能够去除空气中的有机气体、异味等有害物质，提高空气质量。

在环境修复中，活性炭被广泛用于处理土壤和地下水中的有机污染物，以恢复环境的自净能力。

臭氧-生物活性炭机理

饮用水处理中臭氧-生物活性炭工艺机理臭氧-生物活性炭工艺对许多水质指标都有很好的改善作用, 包括浊度、色度、嗅味、铁、锰、有机质( 以COD、BOD 计) 、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。

1．臭氧-生物活性炭的除污机理1.1 浊度当水中存在有机物时易吸附在颗粒表面引起空间位阻稳定( steric stabilizat ion) , 臭氧能氧化分解这些有机物, 从而诱导颗粒脱稳。

采用预臭氧化通常可以提高混凝过滤过程对颗粒和浊度的去除效率,与此同时却常常降低了混凝过程对DOC的去除。

混凝单元去除的是大分子的有机物, 而臭氧化将产生分子质量小、极性强的小分子, 因而影响混凝的效果。

但是,臭氧化后的小分子有机物通常要比臭氧化前的大分子有机物具有更好的可生化性, 另外小分子也更容易被生物吸收, 因此DOC的去除转由生物活性炭单元去完成。

1．2 色度臭氧有突出的脱色能力,天然水中的色度来源于腐殖酸的分解物, 通常分解物中存在的不饱和部分是这些物质显色的原因, 称之为发色团。

臭氧可以使C=C双键断裂, 生成酮类、醛类或羧酸类物质。

一旦这种共轭部分通过氧化被破坏, 颜色就随之而去,但这并不意味着引起色度的有机物能够被彻底氧化为CO2 和H2O,只是发色团受到了破坏而已。

O3/ BAC 去除色度效果好, 主要是归因于臭氧化作用、活性炭表面的吸附作用和生物降解作用。

需要指出的是, 对色度去除的总效果还包括臭氧化后水中有机物可吸附性和可生化性的改变。

1．3 嗅和味引起水中嗅和味的有机化合物一般都是在有机物的厌氧分解过程中产生的。

臭氧去除水中嗅和味的效率非常高, 起作用的不仅是臭氧本身, 还有其自我分解产物——氢氧自由基臭氧对引起嗅和味的物质的作用在于它能破坏引起嗅和味的不饱和键。

混凝沉淀后加臭氧氧化可使土臭素( Geosmin)和甲基异冰片( MIB ) 等异、嗅味物质的浓度降低85% 左右, 再加上生物活性炭处理就可以达到100%的去除率。

臭氧-生物活性炭深度处理工艺去除太湖水嗅味的研究

总631期第二期2018年2月河南科技Henan Science and Technology臭氧-生物活性炭深度处理工艺去除太湖水嗅味的研究陈思莹（同济大学环境科学与工程学院，上海200092）摘要：采用臭氧生物活性炭深度处理工艺解决太湖水中严重的嗅味问题，考察臭氧投加量对土臭素（Geos⁃min ，GSM ）和二甲基异冰片（2-methylisoborneol ，2-MIB ）去除的影响。

研究表明，随着臭氧投加量从0增加到1.0mg/L ，常规处理去除了36%～64%的GSM 和38%～59%的2-MIB ；预臭氧对GSM 和2-MIB 的去除效果与臭氧投加量成正比；碳滤对GSM 和2-MIB 的去除率都降低了33%左右。

在臭氧投加量为1.0mg/L ，GSM 和2-MIB 初始浓度为300ng/L 时，出水的GSM 和2-MIB 均被成功地控制在合理阈值内。

关键词：嗅味；臭氧；生物活性炭中图分类号：X831文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）05-0151-02Taste and Odor Treatment in Tai Lake by Ozonation/GAC TechnologyCHEN Siying（College of Environmental Science and Engineering,Tongji University ，Shanghai 200092）Abstract:This study investigated the applicability of the ozone (O 3)/granular activated carbon (GAC)technol⁃ogy for taste and odor treatment in Tai lake.The effect of O 3dosage on geosmin/2-MIB removal were stud⁃ied.Conventional treatment removed 36%to 64%and 38%to 59%of geosmin and 2-MIB,repectively,with O ₃dosage increased from 0to 1.0mg/L.Removal efficiency of geosmin and 2-MIB by pre-ozonation were increased with ozone dosage but both decreased by 33%after GAC filtration.At 1.0mg/L O3dos⁃age,geosmin and 2-MIB were effectively removed below the odor threshold concentrations (OTCs)with the initial concentration of 300ng/L.Keywords:taste and odor ；ozone ；GAC近年来，太湖藻类暴发，水中嗅味物质超标。

刘丽君-臭氧-活性炭深度处理应用中常见问题与对策-第九届城镇水务大会

2 常见水质问题与对策
A
臭氧化副产物问题
溴酸盐风险问题
140
[O3]0 2.83 mg/L [O3]0 3.38 mg/L [O3]0 4.62 mg/L
BrO3-/(μg/L)
溴酸盐问题主要出现在沿海地区的咸潮期，或者氯离子高的盐碱地区（Cl-50mg/L以上）研究表明，当原水中Br-的浓度低于45µg/L时，在正常的臭氧投加量下，没有溴酸盐超标风险深圳原水溴离子浓度一般在 30µg/L以下，水厂出厂水中BrO3的浓度一般在检出限2.0µg/L以下，没有超标风险
完美美丽猛水蚤
温中剑水蚤
摇蚊幼虫
仙女虫轮虫
2 常见水质问题
C
微型动物穿透问题
50
炭池中微型动物来源
无节幼体
炭池微型动物来源：（1）原水中密度太高，穿透前端净水构筑物（2）能够适应净水系统的
25
0
主臭氧后 14#滤前 20#滤前 14#滤后 20#滤后炭总管
环境，幼虫、卵和成体在
向水厂提供原水
水源水质总体达到GB3838 -2002Ⅱ类水体要求，但
存在季节性突变风险，包
括氮、磷、藻类、嗅味、 pH、锰、铝等，存在深度处理的技术需求
1 臭氧-活性炭工艺在深圳的应用
深圳目前有3个水厂采用了深度处理工艺：梅林水厂、笔架山水厂和沙头角水厂。其中梅林水厂采用臭氧-活性炭工艺；沙头角水厂属于改造工程，采用将砂滤池改为炭砂滤池，后接超滤膜工艺
4
2 常见水质问题与对策
A
pH调控问题
pH变化的原因
问题
7.8 生物活性炭工艺运行中的 pH值问题来自两个方面： 7.6 A. 活性炭池运行初期，出水的 pH大幅升高问题：

臭氧生物活性炭技术11

A
17 饮用水深度处理应用效果
常规处理水厂氨氮处理效果
常规水处理工艺中混凝沉淀对氨氮有一定的去除作用，但主要靠砂滤池微生A 物作用去除
18
饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
预臭氧后三卤甲烷总量有所增加。
整个工艺去除三卤甲烷生成潜能的最关键部分是生物活性炭滤池,其对三卤甲烷生成潜能的去除率达到52.9%,出水后三卤甲烷生成潜能仅为519μg·L-1,大大降低了消毒出水中过量消毒副产物产生的风险。
与过滤配合使用——生物活性炭前需设过滤，不能将生物活性炭作为过滤器来运行。一般生物活性炭进水的浊度<5NTU。
换炭再生——使用一定时间后必须更换新炭,饱和炭进行就地再 A生或是外运委托再生,否则将影响出水水质。
10
工艺应用条件与设计参数
设计参数：
吸附容量(qe)；高出单纯活性炭4~20倍通水倍数(n)：根据水质确定空塔速度(LV)：4-5m/h，满足足够的接触时间，微生物降解炭层高度(Hc)：一般1~2m，不宜过高气水比：炭层内应有足够溶解氧（＞1mg/L），4~6：较为合
炼油废水
隔油浮选生物曝气后浮选生物活性炭工艺。生物活性炭的吸附容量已达到2.52 gCOD/kg炭。
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其他应用——生活污水深度处理
宝钢厂采用SBR 生物活性炭工艺,分别在各厂区陆续建成十多套 800 m3/d的综合污水处理及再生装置。
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已连续运行2年以上,没有更换过新炭,处理出水达到中水水质标试验
臭氧氧化一生物活性炭的第一次联合使用是1961年在德国 Dusseldorf（杜塞尔多夫）市Amstaad水厂中开始的,它的成功引起了德国以及西欧水处理工程界的重视。

浅谈臭氧-生物活性炭工艺及应用

浅谈臭氧-生物活性炭工艺及应用摘要：臭氧-生物活性炭工艺是一种先进的饮用水深度净化工艺，它将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解四种作用紧密结合为一体。

关键词：臭氧-生物活性炭；深度处理前言臭氧-生物活性炭工艺一般设在砂滤之后，砂滤水经臭氧氧化后，其中一小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳，大部分有机物转化为臭氧化中间产物，使原来不能被生物降解的有机物变为可生物降解的有机物，提高水的可生化性；臭氧在水中可以自动分解为氧，使活性炭床处于富氧状态，增强了活性炭表面好氧微生物的活性，形成生物膜，降解吸附在活性炭中的有机物，使活性炭得到更高程度的使用[1]。

1 臭氧-生物活性炭工艺机理该工艺将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解四种作用紧密结合为一体，它们互相促进，取得多重效应[2]。

（1）.臭氧预氧化。

臭氧初步氧化分解水中的有机物及其他还原性物质，降低生物活性炭滤池的有机负荷，同时使水中难以生物降解的有机物断链、开环，将大分子有机物氧化为小分子有机物，提高其可生化性和可吸附性，使其能够被生物降解。

同时氧化水中溶解性的锰和铁，生成难溶性的氧化物，提高砂过滤的效果，提高锰、铁的去除率。

臭氧在水中分解生成氧气，使生物活性炭滤池有充足的溶解氧（DO），使好氧微生物活性增强，提高了微生物增长潜力，加快了生物的氧化和硝化作用，延长了活性炭的使用寿命，加快了有机物的生物降解，从而提高了对有机物的去除效果[3]。

（2）.生物活性炭处理。

主要发挥以下几种作用：①破坏水中残余臭氧；②通过吸附去除化合物或臭氧副产物；③通过活性炭表面细菌的生物活动降解有机物；④吸附水中浓度较低、其他方法难以去除的有臭味或异味的物质；⑤附着的硝化菌还可以降低水中氨氮的浓度[4]。

（3）.臭氧后氧化。

破坏细菌体上的脱氢酶，干扰细菌的呼吸作用，导致细菌死亡；氧化有机物，如杀虫剂、清洁剂、苯酚等；去除DOC；氧化分解螯合物，如EDTA和NTA等[5]。

臭氧活性炭工艺单元简介

1.1.臭氧氧化单元臭氧既是一种强氧化剂，也是一种有效的消毒剂。

通过臭氧氧化可以去除水中的嗅、味，提高和改善水的感官性状；降低高锰酸盐指数，使难降解的高分子有机物得到氧化、降解；通过诱导微粒脱稳作用，诱导水中的胶体脱稳；杀灭水中的病毒、细菌与致病微生物。

与活性炭滤池联用，可以增加活性炭的生物作用，延长活性炭再生周期。

1.1.1.气源选择气源制备一般可采用空气处理、液态纯氧蒸发和现场纯氧制备等方法。

当采用空气作气源时，包括无油空气压缩机、冷却器、冷冻、冷凝装置，过滤净化及稳压、减压装置、空气吸附、干燥及干燥剂再生装置等。

供臭氧发生器的气源可以是空气，也可以是纯氧。

纯氧可以在现场制备，也可以购买液态氧通过蒸发取得。

三种气源的特点如下：1、干燥纯净压缩空气（CDA）：效率较低，能耗较高，空气源易取得。

2、液态纯氧（LOC）：效率高，具灵活性，适应小水厂。

3、现场制氧气（V－GOC）：效率高，可靠性好，适应大中型水厂。

结合本工程的实际情况及经济因素考虑，选用空气为气源。

1.1.2.臭氧需量计算臭氧接触装置是保证臭氧氧化处理效果的关键环节，为了保证接触装置的设计合理、可靠，应通过模拟实验取得设计数据。

由于在三级处理中使用臭氧更侧重于对有机物的氧化功能，且介质中的有机物浓度和细菌总数较高，因此，在设计中应按三级处理的水质条件来确定臭氧投加量和接触时间，并根据这一特点来选择适宜的接触装置。

臭氧的消耗不仅取决于COD的降解幅度，而且与COD的组分有密切关系。

所以对不同的原水，臭氧的消耗量也不同。

在没有模拟实验条件和项目前期设计时，三级处理的臭氧氧化单元可参考下述经验参数设计手册第五册设计：降解1mg/LCOD消耗4mg/LO3（臭氧化气）接触时间15～60min。

本设计中，前处理构筑物对COD的去除效率如下表：表2-1 COD 的去除效率SBR 池出水COD 仍高于排放标准，故本单元设计去除COD 浓度按40mg/L 计算，则臭氧投加量：L mg C C /16040==则需臭氧量：d QC Q O /kg 96016060003=⨯==1.1.3.空气气量计算干空气量：αC Q V 1000=干空气式中 V 干空气——干空气气量，（Nm 3/h ）；Q ——根据水处理要求计算出来的臭氧产量（kg/h ）；C ——单位体积空气产出的臭氧量，根据发生器而定（g/m 3）；α——系数，本设计取0.92；本设计中，参考经验值C 取10g/m 3，代入得h Nm V /43472492.010********≈⨯⨯⨯=干空气总干空气量： (1.2 1.5)V V -总干空气＝公式中的系数1.2～1.5，是考虑增加再生干燥剂的用气量，本设计取1.5。