深圳梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计
活性炭吸附池工艺设计的探讨
活性炭吸附池⼯艺设计的探讨活性炭吸附池⼯艺设计的探讨1 深圳市笔架⼭⽔⼚活性炭吸附池⼯艺设计概况深圳市笔架⼭⽔⼚扩（改）建⼯程于1999年开始⽅案设计，2003年被确定为国家“863”课题“南⽅地区安全饮⽤⽔保障技术”的⽰范⼯程（以下简称⽰范⼯程），⽔⼚扩建⼯程规模20万m3/d，改建⼯程规模32万m 3/d，其中常规净化构筑物按新增20万m3/d规模设计，预处理、深度处理、污泥处理按新建52万m3/d规模设计。
⼯程于2003年8⽉开⼯建设，⽬前正在建设中。
⽰范⼯程以东深引⽔和东部供⽔两⼤⽔源系统为⽔源。
东深引⽔⽔源受到⽣活性有机污染，氨氮、亚硝酸盐、⽣化需氧量（BOD5）、耗氧量（KMnO4法）、溶解氧等项⽬超标。
虽然东深引⽔⼯程经沙湾⽣物硝化预处理后，主要控制指标氨氮去除效果良好，实测值可基本符合《⽣活饮⽤⽔⽔源⽔质标准》⼆级⽔源⽔质标准，但去除效果不稳定，实测氨氮值和总磷值时有超标。
⽽且即使硝化后，N、P等营养物质仍残留⽔中，为藻类等⽔⽣植物的繁殖提供了条件。
⽰范⼯程出⽔⽔质执⾏《城市供⽔⾏业2000年技术进步发展规划》第⼀类⽔司的88项指标，同时课题要求下列指标达到：出⼚⽔浊度低于0.1NTU；⾼锰酸盐指数低于2mg/L；氨氮低于0.5mg/L。
常规净化⼯艺难以满⾜原⽔⽔质不断恶化、⽔源微污染⽇益严重同时出⽔⽔质⽇趋严格的要求。
国内外⼤量的研究试验和⼯程实践证明，采⽤臭氧-活性炭深度处理⼯艺可以有效地去除⽔的⾊、嗅、味，降解有机物，灭活细菌和病原微⽣物，对消毒副产物及其前体物具有很好的去除效果，对内分泌⼲扰物及其前体物具有⼀定的控制作⽤，可明显降低⽔的致突变活性，并提⾼⽔的⽣物稳定性，使饮⽤⽔⽔质得到极⼤改善，因此⽰范⼯程确定采⽤臭氧-活性炭吸附深度处理⼯艺。
由于⽅案设计时，尚⽆正式颁布的活性炭吸附池设计的国家级或⾏业规范，可借鉴的同类型⼯程也很少，因此主要参照北京市第九⽔⼚活性炭吸附池的型式、反冲洗⽔⼒特性并结合笔架⼭⽔⼚新建、扩建系统竖向及平⾯布置进⾏设计。
【臭氧~生物活性炭工艺设计】的设计和运行管理
【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。
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%
深度处理活性炭工艺流程
深度处理活性炭工艺流程英文回答：Deep processing of activated carbon involves several steps to enhance its adsorption capacity and optimize its performance. The process typically includes the following stages:1. Activation: The first step in deep processing is the activation of carbon. This can be done through physical or chemical methods. Physical activation involves heating the carbon at high temperatures in the presence of steam or carbon dioxide. Chemical activation, on the other hand, involves treating the carbon with chemicals like phosphoric acid or zinc chloride. Activation increases the porosity of the carbon, creating more surface area for adsorption.2. Washing: After activation, the carbon needs to be washed to remove impurities and residual chemicals. This is typically done using water or a dilute acid solution.Washing helps improve the purity of the carbon and ensures that it meets the required specifications.3. Drying: Once washed, the carbon is dried to remove any remaining moisture. This can be done using hot air orin a vacuum oven. Drying is important to prevent the growth of bacteria or fungi and to ensure the stability of the carbon.4. Sizing: The dried carbon is then crushed and sieved to obtain particles of the desired size. The particle size is important as it affects the adsorption capacity and the flow characteristics of the carbon. Different applications may require different particle sizes.5. Impregnation: In some cases, the carbon may undergo impregnation with certain chemicals to enhance its adsorption properties. For example, it can be impregnated with silver to impart antimicrobial properties or with potassium permanganate to remove certain gases. Impregnation is typically done by immersing the carbon in a solution of the desired chemical and then drying it.6. Activation (optional): In certain cases, a second activation step may be performed to further enhance the adsorption capacity of the carbon. This is known as reactivation. It involves subjecting the carbon to high temperatures in the presence of steam or carbon dioxide. Reactivation can help restore the adsorption capacity of spent or exhausted carbon.7. Testing and quality control: Throughout the deep processing of activated carbon, it is important to conduct regular testing and quality control to ensure that the final product meets the required specifications. This can involve testing for parameters like adsorption capacity, moisture content, particle size distribution, and impurity levels.中文回答：深度处理活性炭的工艺流程包括以下几个步骤，以提高其吸附能力和优化性能：1. 活化，深度处理的第一步是对活性炭进行活化。
臭氧／过滤／1活性炭工艺深处理
臭氧化学氧 化
臭氧灭菌消 毒
活性炭物理 化学吸附
活性炭生物 降解
. 臭氧的氧化作用
➢ a. 臭氧与无机物作用
臭氧能氧化大部分无机物，例如在预臭氧化中，臭氧可有效地将水中 溶解性铁、锰等无机离子转化为难溶解性氧化物，使其从水中沉淀出 来。
➢ b. 臭氧与有机物作用
（1）臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用；这是缓慢且有明显选 择性的反应；
臭氧／过滤／活性炭工艺深度处 理
1.水中氨氮超标 2.所有指标全部超标
处理目标
• 已知：原水中氨氮指标为一级B，设计处理水量为8000立 方米/天
• 1.将水中氨氮指标从一级B处理至一级A • 2.将水中所有指标从一级B处理至一级A
工艺选择
• 去除效率： • （8-5）/8=0.375=37.5%
➢ d. 缺点：臭氧消毒生产设备复杂，投资较大，电耗也较高。 ➢ e. 饮用水的投加臭氧剂量一般为0.2~1.5mg/L。
臭氧处理工艺系统
➢ a. 臭氧发生系统：包括气体的预处理、臭氧发生器、供电设备、电气 控制及检测设备等。
➢ b. 接触反应系统：臭氧接触反应池。 ➢ c. 尾气处理系统：活性炭吸收法、化学吸收法、催化氧化法和燃烧法。 ➢ 臭氧不能贮存，需现场边发生边使用。
➢ 臭氧不可能将三卤甲烷前驱物彻底氧化破坏，只是增加了可生化性， 对水中已形成的三卤甲烷几乎没有作用，一般要经过吸附工艺去除。 因而人们开发了臭氧－生物活性炭联用技术，是一种将臭氧化学氧化、 活性炭物理化学吸附、生物氧化降解合为一体的净化工艺。
. 臭氧消毒
➢ a. 既是氧化剂，又是消毒剂，在水中投入臭氧进行消毒或氧化通称臭 氧化。
➢ b. 臭氧氧化有机物的产物
臭氧生物活性炭技术的工艺设计与运行管理
６ ９ ＾－
器备用率一般应大于 ３０， ０ｏ备用方式有设备台数备
活性炭滤层结构 除了选择优质活性炭滤料 ， 滤层的设计也是非常
用与设备发生能力备用两种。发生量的调节范围一
般在 １％一１００ ０ ００。
预臭氧接触池一般设 １ 个臭氧投加点， 多采用
去除率不高， 当砂垫层进水浊度为０１ Ｕ时， ． Ｔ Ｎ 浊 度的平均去除率 ６５０砂垫层对 Ｃ Ｄ， ．０； Ｏ 和氨氮基
煤质炭等， 其中煤质炭因具有多孔性和高强度等优 点， 且来源稳定、 价格较低， 在市政大型水处理工程
中应用广泛。 在水处理工程中， 国外多采用不定型炭（ 主要是 压块破碎炭）而在我国， ， 柱状破碎炭的应用最为广 泛。近些年来， 我国对不定型炭（ 主要柱状破碎炭） 给予越来越多的关注， 并应用在一些新建水厂中。
Ｄ ｓ ｎ ｄ ｎｇｍｅｔ ｏｏａｉ ａｄ ｅｉ ａ ｍ ａｅ ｎ ｏ ｚｎｔ ｎ ｇ ｎ ａ ｆ ｏ ｎ
ｐ ｏ ｅｓ ｒｃｓ
Ｑａ Ｔｅ ｎ Ｈ ｇ ｏｏｇ Ｚ ａｇ ｓｎ ， ｊ ｉ ｉｕ ， ｏ ｊ ｕｎ Ｘａｄｎ ， ｈｎ Ｊ ｏｇ Ｆｎ ｉ ｉ ｎ ａ ｉ ｅ
（ｈｎｈｎ ｔ （ ｒ ｐ Ｃ ． Ｌｄ ， ｈｎｈｎ ０１ Ｃ ｉ ） Ｓ ｅｚｅ Ｗａｅ Ｇ ｏ ） ， ｔ． Ｓ ｅｚｅ ５８３ ， ｈｎ ｒ ｕ ｏ １ ａ
推荐值
） １０ ０ ０
１ ０
１ １
１ ２ １ ３ １ ４
１ ５
１２ ．
必要的［。 ４ 炭层厚度一般不低于 １２ ， １ ， ｍ 根据去除污 染物的不同， 接触时间通常在 ６－ ｍｎ ＾３ ｉ之间。 ０ 一般 来说， 以去除臭和味为主时， 接触时间为 ８ ０ ； －１ ｍｎ ｉ 以去除Ｃ Ｄ４ Ｏ Ａ为主时， 接触时间为 １＾１ ｍｎ ２－ ｉ ５ ａ
深度处理工艺
臭氧 / 生物活性碳工艺根据《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程CJJ58-2009》规定的要求：• 接触池出水端应设置水中余臭氧监测仪，应保持水中剩余臭氧浓度在0.2 mg/l 。
• 炭滤池滤前水浊度不得大于1NTU 。
设有初滤水排放的，在冲洗结束重新进入过滤时，应先进行初滤水排放，待初滤水浊度符合要求时，方可结束初滤水排放和开启清水阀。
• 炭滤池反冲洗周期根据滤后水浊度、运行时间、水头损失 确定。
• 应加强炭滤池生物相检测，确保出水生物安全性。
• 活性炭失效的评价指标应主要以去除污染物效果能否达到目标值为依据臭氧/生物活性碳工艺的风险 – 生物安全性：1. 由于碳滤池有机负荷较高，具有生物膜工艺，所以出水的菌落数较高；2. 如果水温较高，滤池中缺氧会出现厌氧细菌，导致水体产生臭味；3. 有时在碳滤池内会滋生无脊椎动物；滤池穿透造成的生物安全性风险远远大于普通砂滤池在深度处理臭氧/活性碳工艺段在线水质检测的主要功能和目的是： 1. 对水中臭氧浓度进行在线监测，精确控制臭氧投加量； 2. 对臭氧接触池后氨氮进行监测，确定氨氮去除效果；3.待滤水浊度监测，以满足《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程CJJ58-2009》中对活性碳滤池进水应严格控制浊度在1NTU 以内的要求 4.对于O3/BAC 工艺中的碳滤池，监测及控制方式完全与砂滤池相同，运用符合浊度监测技术（浊度/超低量激光浊度/颗粒计数器）在线监测炭滤池出水水质，对炭滤池水质周期以及颗粒物穿透进行监测，以保证炭滤池生物安全性，确保炭滤池安全高效运行； 5.通过对碳滤池进出水的有机物综合指数CODMn, 或UV254，TOC 进行监测，一方面监控碳滤池对有机物的去处效率， 另一方面对碳滤池滤层的有机物穿透进行监测。
6.对炭滤池进水溶解氧及pH 进行在线监测，以保证炭滤池生物活性碳的生物工艺活性。
滤池 （提升泵房）清水池臭氧接触池活性炭滤池臭氧发生器流量 余臭氧 余臭氧待滤水浊度溶解氧 pH 浊度 激光浊度 颗粒计数 TOC/UV254/CODMn 氨氮臭氧控制器臭氧控制器反洗废水浊度质量控制点<1NTU质量控制点0.2mg/l O3氨氮建议：1) 监测反冲洗的浊度仪最好采用符合ISO标准的红外光浊度仪，以保证避免色度的干扰，传感器安装方式以浸入式为好，以避免由于易沉降水在取样管路中沉淀造成浊度测量的误差。
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-活性炭深度处理工艺
精品整理
臭氧-活性炭深度处理工艺
一、技术简介
传统的臭氧-生物活性炭处理工艺置于常规处理工艺砂滤之后，生物活性炭池采用下向流，炭池出水直接进入清水池。
由于活性炭出水中颗粒物较多，影响消毒效果，容易导致出水中微生物超标，影响水的生物安全性。
臭氧-微膨胀上向流生物活性炭-砂滤集成技术的生物活性炭池采用上向流方式，不易堵塞，水头损失小；砂滤置于活性炭池之后，可有效保障出水浊度在较低水平，降低生物泄漏的风险。
二、工艺流程
三、技术优势
微膨胀上向流生物活性炭处理技术
通过研究确定了活性炭粒径、上向流滤速与膨胀率的关系曲线，发现活性炭粒径不影响生物处理效果，因此可选用常规粒径的活性炭而不必选用高价的小颗粒炭，并发现活性炭层膨胀率在20%左右的微膨胀状态时，水流分布均匀，有机物去除效果更好，炭磨损小，不易堵塞，反冲洗周期可以达到一个月，节省运行费用。
四、技术优势
有机物去除效果好，水头损失小，运行费用低，可有效降低微生物泄漏风险，与传统的砂滤-臭氧-下向流生物活性炭处理技术相比具有较明显的优势。
臭氧—生物活性炭工艺对化工污水深度处理方法的研究
臭氧—生物活性炭工艺对化工污水深度处理方法的研究摘要：本研究采用臭氧- 生物活性炭工艺深度处理化工污水，并对其的作用机理进行详细论述，探讨了化工污水深度处理的工艺流程，考察了影响此工艺对化工污水的处理效果的因素。
结果表明：臭氧-生物活性炭工艺主要是利用臭氧化学氧化、活性炭物理吸附和微生物氧化降解的原理。
水温、处理水量、臭氧投加量等都对工艺的去除效果产生影响。
关键词：臭氧生物活性炭化工污水深度处理随着经济的迅速发展和科技的进步，工厂的不断扩建，水污染逐渐加剧。
工业废水是水污染最主要的原因，造成的水污染最严重。
主要是由于工业废水中含有重金属、各种有机物等污染物，成分复杂，不易分解，在水中得不到净化，处理困难。
水资源回用是实现污水资源化的直接措施，是解决城市水资源危机的重要途径，是保护水资源、改善水环境的必然要求，也是协调城市水资源与水环境的根本出路[1]。
一、臭氧-生物活性炭工艺1.论述1.1 臭氧-生物活性炭工艺的概念臭氧-生物活性炭工艺利用臭氧的强氧化能力将难降解有机物分解为易降解的小分子有机物，再通过活性炭吸附和微生物降解的协同作用将其去除，结合了过滤、吸附、高级氧化和生物处理等多种技术[2]。
臭氧在室温下为无色气体，但有臭味，具有较强氧化能力，用于废水处理不仅反应速度快，脱色效果好，不产生污泥和无二次污染，而且可杀菌及除臭，操作简单。
活性炭吸附能力强，活性炭可以作为微生物繁殖生长的载体，利用微生物的降解作用，来处理废水，效率更高。
1.2 深度处理深度处理是将二级处理出水经过物理、化学和生物处理去除污水中各种不同性质的杂质的技术。
污水深度处理的新技术逐渐被发现，主要有对污水进行消毒、混凝—沉淀—过滤、活性炭吸附、曝气生物滤池、人工湿地、高级氧化、膜处理（包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等）和电渗析、离子交换等[3]。
当水中污染物含有亚甲蓝活性物质，可采用泡沫分离、活性炭吸附、生物氧化的手段，含有有毒有机物时，采用化学氧化、活性炭吸附的方法进行处理。
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)。
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
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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：
臭氧活性炭技术在水质深度处理中的应用报告070816
一．项目概况臭氧（O3）是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体，分子结构如它可在地球电离层内光化学合成，但是在地平面上仅以极低浓度存在。
臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会慢慢分解成氧气。
臭氧的氧化能力极强，其氧化还原电位仅次于氟。
臭氧的标准电极电位除比氟低之外，比氧、氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂都高。
说明臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。
同时，臭氧反应后的生成物是氧气，所以臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。
臭氧水处理技术，作为一种先进的水处理技术，可以对水中的无机物氧化，对有机物进行分解，从感官上直接解决水中因为有机物污染而引起的异味及颜色等不纯净问题，还能将水中总有机物含量（COD）降低50%。
对于生活污水、工业废水及市政自来水，依照我们传统的处理工艺，已经无法达到国家或地方对于污水、废水排放及自来水饮用的标准，其深度处理在国内已成为学术界、政府、生产企业共同研讨且必须面对解决的问题。
江苏省在2008年底要发布并实施新的水污染排放标准（DB32/1072-2007）规定，凡排入太湖地区水体的城镇污水处理厂或工业废水都必须达到设定的化学需氧量（COD）、氨氮、总氨和总磷等4种水污染物最高排放浓度限值及最高允许排水量限制；已经颁布实施的新国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），改变了我国20年来自来水标准不变的落后状况，水质标准正向国际先进水平接轨。
以上标准的提高，使得国内大部分相关水处理厂的工艺，不管是生活污水、工业废水还是市政自来水，都需要增加深度处理这一不可逾越的工艺。
本项目的核心处理技术是臭氧加生物活性炭法。
通过臭氧的强氧化能力和生物活性炭的分解吸附能力，并根据原水水质分析报告，辅之以其它传统配套工艺，达到降低COD，降低水中氮磷含量，使处理对象达到国家或地方相应的法规标准。
本项目所含技术在国外已经有很好的推广使用，发达国家80%已经采用该项水处理技术，理论可行，经验充实，结果信服。
臭氧-陶瓷膜-生物活性炭深度处理某工业园区污水的设计及运行
臭氧-陶瓷膜-生物活性炭深度处理某工业园区污水的设计及运行臭氧/陶瓷膜-生物活性炭深度处理某工业园区污水的设计及运行一、引言工业园区是生产和经济活动的重要场所，但同时也是污染物排放的集中区域。
随着环保意识的提高，对工业园区污水处理要求也越来越高。
本文将介绍一种新型的污水处理工艺，利用臭氧/陶瓷膜-生物活性炭深度处理技术对某工业园区的污水进行处理。
二、工艺流程设计污水处理工艺的设计是确保处理效果的关键。
本工艺采用臭氧/陶瓷膜-生物活性炭深度处理技术，包括预处理、生物处理和深度处理三个部分。
1. 预处理预处理主要对原始污水进行初步处理，去除悬浮物、油脂和颗粒物等。
首先，将污水通过格栅、沉砂池等物理方法去除较大的悬浮物和颗粒物。
然后，将经过预处理的污水送入臭氧曝气池，利用化学物质臭氧进行氧化分解，去除有机物浓度较高的污染物。
2. 生物处理经过预处理的污水含有一定浓度的有机污染物和微生物。
在生物处理阶段，将污水引入生物反应器，利用好氧微生物来进一步降解有机物质。
同时，根据实际运行需要，可以增加一些适量的营养盐和微量元素来促进微生物的生长和降解效果。
3. 深度处理在生物处理之后，为了进一步提高处理水质的稳定性，采用陶瓷膜和生物活性炭深度处理技术。
通过陶瓷膜的滤过作用，去除残余的悬浮物和胶体微粒，获得澄清的污水。
然后，将澄清的污水经过生物活性炭处理，去除有机物质和微量的污染物，同时也部分去除了污水中的氮和磷。
三、运行及效果评估1. 运行阶段根据工艺设计，我们建立了一个实验性的污水处理装置，对某工业园区的污水进行处理。
首先，我们对整个系统进行正常运行，测试各个处理单元的运行效果。
在正常运行阶段，可以根据进水水质和出水水质来调节各个环节的操作参数，以达到最佳的效果。
2. 水质分析对出水取样，进行水质分析，以评估处理效果。
主要关注COD、BOD、悬浮物、氨氮和总磷等指标。
根据分析结果，可以对系统进行调整，以保证出水水质符合相关的排放标准。
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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)。
压力水采用专用水泵提供,每台水射器配1台水泵。
单格预臭氧接触池的布置见图2。
1 2 后臭氧接触池后臭氧的作用主要是氧化有机物(将大分子有机物变成小分子有机物,以利后续生物活性炭吸附降解)、杀死细菌、病毒、病原体等,并为后续活性炭提供充足的氧源。
后臭氧投加量设计采用1 5~2 5mg/L,水中余臭氧(C )采用0 2~0 4mg /L,接触时间(T )采用10min 。
设计的主要控制指标为CT 值,一般CT 1 6mg m in/L 。
后臭氧投加量与接触时间参数的选用,还考虑了具备杀死贾弟虫和隐孢子虫的运行工况。
后臭氧接触池60万m 3/d 规模给水排水 Vol 29 No 9 200313图3后臭氧接触池剖面示意图2 预臭氧接触池剖面示意设1座,分4格。
每格臭氧采用3点投加,各点臭氧投加比例顺水流方向依次为该格总投加量的55%,25%,20%;3个投加点臭氧接触时间,顺水流方向依次为总时间的30%,30%,40%。
后臭氧扩散装置采用陶瓷微孔布气帽,每格第1投加点设47个,第2和第3点分别为31个,单个布气帽直径为178mm,布气流量为0 5~3m 3/h,正常流量为1m 3/h 。
后臭氧接触池每格宽为10 8m,长为20 4m,有效水深为6m,超高为0 75m 。
后臭氧每个投加点设2条竖向通道,第1通道布置微孔布气帽,第2通道为混合反应区,布气帽通道的净距为2~2 5m 。
单格后臭氧接触池的布置见图3。
1 3 臭氧发生间臭氧发生间与后臭氧接触池的距离应小于200m,以防止臭氧衰解量过大,影响氧化效果。
臭氧发生间内,臭氧发生器与供电单元的布置采用一对一的形式。
根据深圳的氧气价格(1 2元/kgO 2)与电价(0 8元/(kW h)),以及设备价格,经比较臭氧发生器采用软备用方式,共设3台,最大发生能力为108kgO 3/h(考虑8%的富余水量,即:600000 1 08 0 004/24=108kgO 3/h),O 3质量分数(浓度)为10%。
正常情况下3台同时工作,单机发生量为36kgO 3/h,O 3质量分数为10%。
当1台设备故障时,2台设备工作,此时通过降低臭氧发生的质量分数来增大每台设备的发生量到54kgO 3/h(O 3质量分数为6%),从而保证108kgO 3/h 的发生总量。
臭氧发生器的冷却采用开环水冷方式,水源为砂滤水,水压为0 3M Pa 。
单台臭氧发生器的产量调节范围为10%~100%,臭氧发生器的能耗为7 0~10kW h/kgO 3(冷却水温度20~32 )。
每台供电单元均设有12脉冲整流装置,以消除谐波对电网的影响。
臭氧发生所需的气源经技术经济比较后,选择采用VSA 现场制氧,氧气纯度为90%。
1 4 尾气破坏与安全阀前、后臭氧接触池排出的臭氧尾气均采用催化媒处理器进行破坏,催化介质采用M nO 2填料,品牌为Caruite 200型。
尾气破坏器每座池设1用1备,安装在每座池的池顶。
为了保证臭氧接触池安全工作,每格臭氧接触池均设置1个安全阀,安全阀的工作压力为 3kPa 。
2 生物活性炭滤池活性炭滤池与臭氧接触池联合使用后,形成了生物活性炭滤池(BAC)。
生物活性炭滤池初期运行是以物理吸附为主,之后随着活性炭表面生物膜的不断形成,其功能将转为以生物吸附与生物降解为主。
理论上生物活性炭的再生期可为其使用寿命期,实际运行的生物活性炭的再生期一般可在10年以上。
生物活性炭滤池的重要设计参数是空床接触时间(EBCT),该值的大小取决于活性炭滤池的作用。
当以去除臭和味为主时,接触时间一般为8~10min;当以去除COD Mn 为主时,接触时间一般为12~15min 。
炭床的厚度根据试验结果,一般采用2~2 5m 较为合理。
若厚度小于2m,则滤速偏低,滤池占地14给水排水 Vol 29 No 9 2003面积大,不经济;而厚度大于2 5m,则炭床反冲洗不干净。
梅林水厂生物活性炭滤池的EBCT采用12 min,炭床厚度采用2 0m,滤速为10m/h。
活性炭种类采用柱状煤质炭,直径为1 5mm,长为2~3 mm。
碘值采用900mg/g,亚甲兰值采用200mg/g。
炭床的反冲洗方式在设计时进行了试验比较。
单独采用水冲方式,炭床冲洗不干净,老化的生物膜难以去除,炭床间容易形成泥球;而采用气、水二阶段反冲洗,经观测效果较好,老化的生物膜均能被有效地去除。
其原因主要是:生物活性炭滤池过滤周期长,一般在4~7d,采用气冲可以先松动和摩擦炭床,使老化的生物膜脱落,之后再用水将其冲洗干净。
设计气冲强度采用12~14L/(s m2),水冲强度采用6~8L/(s m2)。
冲洗历时气冲阶段为3 min,水冲阶段为7min。
单层生物活性炭滤池出水一般都会出现微生物指标超量现象,为解决这一问题,试验在炭床下铺设0 3m厚的石英砂,粒径为0 7~1 2mm。
数据表明,在过滤周期14d的情况下,进入滤后水中的微生物数量可减少80%以上,但再增加砂床厚度,微生物的去除效果不明显。
若过滤周期为7d,则微生物的去除率可达到90%左右。
生物活性炭滤池单池面积设计采用96m2,单池宽4 2=8m,单池长12m,中间H槽排水,两侧V形槽进水。
滤池出水采用气动调节蝶阀控制恒水位过滤,炭床最大过滤水头设计采用1 1m。
滤池底部配水采用长柄滤头小阻力系统,净高为0 75 m。
单格生物活性炭滤池的布置见图4。
反冲洗水泵采用3台Omeg a350-36A离心泵, 2用1备,单泵Q=1380m3/h,H=10m,N=55 kW。
反冲洗风机采用3台3L53WD三叶罗茨风机, 2用1备,单机Q=39 9m3/min,H=5m,N=55 kW。
3 水质指标与经济指标梅林水厂臭氧生物活性炭深度处理工艺出水主要水质指标如下:(1)感官性指标:嗅阈值 3,色度 5度,浊度图4 活性炭滤池剖面示意0 2NTU。
(2)理化指标:COD M n 1 5mg/L,DO(溶解氧) 5mg/L。
(3)毒理性指标:THMs<80 g/L。
(4)致突变指标:Ames试验呈阴性(MADM>4 L/皿)。
梅林水厂臭氧生物活性炭深度处理60万m3/d 规模时的经济指标如下:(1)单位水量投资278元/m3。
(2)单位制水总成本0 18元/m3。
其中,折旧与大修理基金为0 08元/m3;臭氧系统运行电耗为0 03元/m3;氧气消耗费用为0 03元/m3。
(3)单位制水经营成本0 12元/m3。
(4)单位制水固定成本0 10元/m3。
(5)单位制水可变成本0 08元/m3。
4 结语(1)梅林水厂常规处理工艺的出水,经臭氧生物活性炭深度处理后,其出水水质达到了可直接饮用的目标。
(2)以预臭氧代替预氯化,减少了氯化消毒的副产物,提高了供水水质。
(3)预臭氧接触池接触时间为4min,臭氧前端为1点投加,最大投加量为1 5mg/L,有效水深为6 m。
(4)后臭氧接触池接触时间为10m in,臭氧沿水流方向分3点投加,最大投加量为2 5mg/L,有效水深为6m。
(5)臭氧尾气破坏采用催化媒处理器,催化介质采用M nO2填料。
每格臭氧接触池设1个安全阀,其工作压力为 3kPa。
给水排水 Vol 29 No 9 200315(6)生物活性炭滤池EBCT采用12m in,炭床厚度采用2m,砂床厚度采用0 3m。
气冲强度采用12~14L/(s m2),水冲强度采用6~8L/(s m2)。
(7)臭氧生物活性炭深度处理单位水量投资为278元/m3,单位制水总成本为0 18元/m3,其中臭氧系统运行电耗为0 03元/m3,氧气消耗费用为0 03元/m3,折旧与大修理基金为0 08元/m3。
作者通讯处:518031深圳市深南中路1019号万德大厦深圳水务集团利源设计咨询公司电话:(0755)82137888 2460E-mai l:huangnianl ong@waterchina com修回日期:2003 2 4消化污泥农用中重金属影响的研究张延青 谢经良 阚薇莉提要 对城市污水处理厂消化污泥中的重金属形态分布及农业利用后对土壤、果实的影响进行了分析、试验。
结果表明,消化污泥中8种重金属的化学形态以稳定态为主,植物可吸收量极少。
关键词 消化污泥 农用 重金属 化学形态 污染指数根据当前全国排放污水量计算,每年可排放污泥(含水75%)5000万t左右[1],其处理方法主要以垃圾场堆放为主,污泥的清运需要消耗大量的人力、物力,又易造成二次污染,因此,寻求污泥的资源化回收利用具有巨大的现实意义。
在国内,大部分污水处理厂都在为污泥的回收利用进行积极的探索、尝试。