臭氧活性炭 PPT
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➢水中反应物通过GAC外液
膜层输送到炭粒表面
➢反应物从炭粒表面传送
到GAC空隙中
➢反应物被吸附在GAC的内
表面上（大、中、微孔）
1.2 生物活性炭的作用机理
➢高浓度AOC，促使微生物在GAC
空隙中生长，并被生物降解为 CO2和H2O
➢产生的CO2从活性炭的内表面
脱吸
➢CO2从空隙中输送到GAC外表面 ➢CO2通过炭粒外的液膜层进入
5.3 北京田村山水厂
我国第一座 有臭氧、活 性炭联合深 度处理的较 大型水厂
5.4 广州南洲水厂
南洲水厂， 2003年5月 进入全面规模建设，于2004 年9月23日竣工投产，是广州 市首间采用“O3-BAC”的饮 用净水厂，处理量为100*104 吨/天，是国内供水规模最大 的饮用净水厂。
主要净水工艺流程：预 臭氧＋高效网格反应+平流沉 淀+V型滤池过滤+主臭氧消毒 +生物活性炭过滤
1.3 O3-BAC工艺流程
1.4 各部分去除对象
臭氧氧化
主要对象是 大分子的憎水 性有机物
活性碳吸附
主要对象是 中间分子量的 有机物
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
2.1 生物再生
概念：
BAC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 生作用
后氯化的投加量，降低了三卤甲烷的生成量
➢延长了活性炭的运行寿命，可以达到3年（约6倍），减少
了运行费用
➢提高对铁、锰的去除率
4.2 缺 点
➢ 挂膜时间长 ➢ 进水水质的pH限制 ➢ 浊度对生物活性炭的影响 ➢ 冲击负荷对运行效果影响 ➢ 生物泄露问题 ➢ 反消化的碳源不足
问题
O3-BAC主要由于什么样的水源水处理？
谢 谢！
Ames实验
5.5 O3用量比较
臭氧 完全氧化有机物 的剂量为 15mgO3/mgDOC
O3-BAC 2~3mgO3/mgDOC,
接触10 min， <1mgO3/mgDOC
5.6 运行成本分析
经计算,臭氧-生物活性炭深度处理工艺投 运后增加的制水成本为0.106元/m3,其中电费 为0.02元/ m3,氧气费为0.0132元/ m3(包括现 场制氧费用和备用液氧费用),设备折旧费为 0.0636元/ m3(不包括新增设备的维护费用)
工艺流程图
预臭氧接触池:2组,接触时间 为4min,水深为6.0m,臭氧通 过水射器投加
主臭氧接触池:采用6廊道,流 量为15*104m3/d,尺寸 L*W*H=68.60m*32.90m* 6.0m,接触时间10.6min,采用 微孔曝气器投加臭氧
生物活性炭滤池:共分为2组, 每组12格,单格过滤面积为 96m2,接触时间、滤速及滤层 厚度分别为11.3min、 10.9m/h和1.85m
5 工程应用
生物再生
作用机理
优缺点 影响因素
工程应用
工程应用
➢德国缪尔霍姆水厂 ➢梅林水厂 ➢北京田村山水厂
➢ 上海周家渡水厂 ➢ 广州南洲水厂 ➢ 杭州市南星水厂
5.1 梅林水厂
梅林水厂处理能力为60*104/d,该水厂始建于 1994年,常规处理工艺为混凝、沉淀和砂滤,深度处 理工艺于2003年8月开始建设,2004年12月建成并开 始运行。
O3-BAC工艺
主要内容
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 100~10000n m
比表面积占 1%
中孔
直径 2~100nm
比表面积占 5%.
小孔
直径 <2nm
比表面积占 94%
1.2 生物活性炭的作用机理
3 影响因素
生物再生
作用机理
优缺点 工程应用
影响因素
影响因素
活性炭 性质和颗
粒大小
空床接 触时间
水质的 影响
滤速的 影响
4 优缺点
生物再生
作用机理
影响因素 工程应用
优缺点
4.1 O3-BAC优点
➢Ames致突变实验结果为阴性，常规加氯工艺为阳性 ➢有机物去除的去除率为50%以上，比常规处理提高15-20% ➢水中氨氮和亚硝酸氨可被生物氧化为硝酸盐，从而越少了
5.1 梅林水厂
梅林水厂(深度处理)
5.2 上海周家渡水厂
周家渡水厂（ZJD）于1999年起进行了深度处理改造工 程，2001年完工。改造后水厂采用黄浦江上游原水，制水能 力为10000m3/d,处理工艺分为2条处理流程。
5.2 上海周家渡水厂
Hale Waihona Puke Baidu
5.2 上海周家渡水厂
5.2 上海周家渡水厂
5.2 上海周家渡水厂
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。
5.1 梅林水厂
水体
速率控制
扩散时，经过孔隙的输送是最慢的一步， 因此是确定生物活性炭过滤整体速率的关键
1.2 生物活性炭作用机理
生物活性炭
生物降解
颗粒表面、 大空隙
吸附作用 中、微孔隙.
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9 A division of the American Chemical Society
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
膜层输送到炭粒表面
➢反应物从炭粒表面传送
到GAC空隙中
➢反应物被吸附在GAC的内
表面上（大、中、微孔）
1.2 生物活性炭的作用机理
➢高浓度AOC，促使微生物在GAC
空隙中生长，并被生物降解为 CO2和H2O
➢产生的CO2从活性炭的内表面
脱吸
➢CO2从空隙中输送到GAC外表面 ➢CO2通过炭粒外的液膜层进入
5.3 北京田村山水厂
我国第一座 有臭氧、活 性炭联合深 度处理的较 大型水厂
5.4 广州南洲水厂
南洲水厂， 2003年5月 进入全面规模建设，于2004 年9月23日竣工投产，是广州 市首间采用“O3-BAC”的饮 用净水厂，处理量为100*104 吨/天，是国内供水规模最大 的饮用净水厂。
主要净水工艺流程：预 臭氧＋高效网格反应+平流沉 淀+V型滤池过滤+主臭氧消毒 +生物活性炭过滤
1.3 O3-BAC工艺流程
1.4 各部分去除对象
臭氧氧化
主要对象是 大分子的憎水 性有机物
活性碳吸附
主要对象是 中间分子量的 有机物
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
2.1 生物再生
概念：
BAC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 生作用
后氯化的投加量，降低了三卤甲烷的生成量
➢延长了活性炭的运行寿命，可以达到3年（约6倍），减少
了运行费用
➢提高对铁、锰的去除率
4.2 缺 点
➢ 挂膜时间长 ➢ 进水水质的pH限制 ➢ 浊度对生物活性炭的影响 ➢ 冲击负荷对运行效果影响 ➢ 生物泄露问题 ➢ 反消化的碳源不足
问题
O3-BAC主要由于什么样的水源水处理？
谢 谢！
Ames实验
5.5 O3用量比较
臭氧 完全氧化有机物 的剂量为 15mgO3/mgDOC
O3-BAC 2~3mgO3/mgDOC,
接触10 min， <1mgO3/mgDOC
5.6 运行成本分析
经计算,臭氧-生物活性炭深度处理工艺投 运后增加的制水成本为0.106元/m3,其中电费 为0.02元/ m3,氧气费为0.0132元/ m3(包括现 场制氧费用和备用液氧费用),设备折旧费为 0.0636元/ m3(不包括新增设备的维护费用)
工艺流程图
预臭氧接触池:2组,接触时间 为4min,水深为6.0m,臭氧通 过水射器投加
主臭氧接触池:采用6廊道,流 量为15*104m3/d,尺寸 L*W*H=68.60m*32.90m* 6.0m,接触时间10.6min,采用 微孔曝气器投加臭氧
生物活性炭滤池:共分为2组, 每组12格,单格过滤面积为 96m2,接触时间、滤速及滤层 厚度分别为11.3min、 10.9m/h和1.85m
5 工程应用
生物再生
作用机理
优缺点 影响因素
工程应用
工程应用
➢德国缪尔霍姆水厂 ➢梅林水厂 ➢北京田村山水厂
➢ 上海周家渡水厂 ➢ 广州南洲水厂 ➢ 杭州市南星水厂
5.1 梅林水厂
梅林水厂处理能力为60*104/d,该水厂始建于 1994年,常规处理工艺为混凝、沉淀和砂滤,深度处 理工艺于2003年8月开始建设,2004年12月建成并开 始运行。
O3-BAC工艺
主要内容
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 100~10000n m
比表面积占 1%
中孔
直径 2~100nm
比表面积占 5%.
小孔
直径 <2nm
比表面积占 94%
1.2 生物活性炭的作用机理
3 影响因素
生物再生
作用机理
优缺点 工程应用
影响因素
影响因素
活性炭 性质和颗
粒大小
空床接 触时间
水质的 影响
滤速的 影响
4 优缺点
生物再生
作用机理
影响因素 工程应用
优缺点
4.1 O3-BAC优点
➢Ames致突变实验结果为阴性，常规加氯工艺为阳性 ➢有机物去除的去除率为50%以上，比常规处理提高15-20% ➢水中氨氮和亚硝酸氨可被生物氧化为硝酸盐，从而越少了
5.1 梅林水厂
梅林水厂(深度处理)
5.2 上海周家渡水厂
周家渡水厂（ZJD）于1999年起进行了深度处理改造工 程，2001年完工。改造后水厂采用黄浦江上游原水，制水能 力为10000m3/d,处理工艺分为2条处理流程。
5.2 上海周家渡水厂
Hale Waihona Puke Baidu
5.2 上海周家渡水厂
5.2 上海周家渡水厂
5.2 上海周家渡水厂
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。
5.1 梅林水厂
水体
速率控制
扩散时，经过孔隙的输送是最慢的一步， 因此是确定生物活性炭过滤整体速率的关键
1.2 生物活性炭作用机理
生物活性炭
生物降解
颗粒表面、 大空隙
吸附作用 中、微孔隙.
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9 A division of the American Chemical Society
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