臭氧活性炭
生物活性炭与臭氧生物活性炭
生物活性炭与臭氧生物活性炭査戎032127101.生物活性炭生物活性炭(biological activated carbon, BAC)技术是在活性炭技术的基础上发展而来，它是利用活性炭吸附与生物降解的协同作用来处理废水。
相比而言，传统活性炭吸附容量有限，吸附饱和后再生问题不好解决，大大限制了其在实际中的应用。
BAC利用微生物降解吸附到活性炭上的有机污染物，从而降低了活性炭的吸附负荷，增加了炭床达到“穿透”或“失效”时的通水倍数，延长了活性炭的使用周期，减少了活性炭的再生频率，从而降低了生产成本与能耗。
控制生物膜的生长非常重要。
BAC工艺用于饮用水纯化过程中生物膜的最佳状态应是稳定的、薄的、生物活性高的，现阶段控制生物膜生长的措施主要包括控制流体的速率或接触时问、调节流体的pH值和溶解氧(DO)及反冲洗的频率。
2.臭氧-生物活性炭臭氧生物活性炭工艺是将臭氧化学氧化、活性炭物理、化学吸附、生物氧化降解技术合为一体的工艺。
该工艺具有处理费用低、有机物去除效率高、效果稳定等特点。
O3-BAC与单纯的臭氧法相比，不但可以显著提高溶解氧含量，还可以显著促进后继BAC的处理效果，充分发挥臭氧化、活性炭吸附、生物降解的协同处理作用。
试验证明，饮用水原水经O3-BAC深度处理后，各项出水指标均大大优于常规处理，能够有效地保证居民饮用水的安全。
3.臭氧的作用及机理臭氧化反应机理为打开通过亲核作用或带有多余电子的原子核双碳键，水中有机物可能直接与O3反应，也可能与O3在水中分解产生的羟基自由基反应。
前者缓慢且有选择性，后者反应相当快且没有选择性。
通过这两个反应，O3最终将有机物氧化为无机物(H2O,CO2等)或将大分子有机物分解为可生物降解的小分子有机物.臭氧是靠其强大的氧化能力来达到净化水质的目的的，比如臭氧可以氧化分解吸附在颗粒表面的有机物，从而诱使颗粒脱稳。
臭氧可以使C=C双键断裂，生成酮类、醛类或梭酸类物质，从而达到除色的目的。
臭氧—生物活性炭(O3—BAC)
臭氧—生物活性炭(O3—BAC)臭氧—生物活性炭（O3—BAC）一、臭氧—生物活性炭工艺原理臭氧—生物活性炭（O3—BAC）深度处理工艺由两部分组成：臭氧氧化和生物活性炭的物理吸附、生物降解。
臭氧具有极强的氧化能力，其在水中的氧化还原电位仅次于氟而第二位。
利用臭氧氧化作用，初步氧化分解水中的一部分简单的有机物及其还原性物质，使之变为CO2和H2O，以降低生物活性炭滤池的有机负荷。
提高活性炭处理能力；同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的大分子有机物，如天然有机物（NOM）断链、开环、氧化成短链的小分子有机物或分子的某些基团被改变从而使原来不能生物降解的有机物转化成可降解的有机物，减少大分子极性污染物BOD浓度得到提高，所以提高了处理水的可生化性，同时使个别有机物（POC）转化为（DOC），如腐植酸等，分解后的小分子有机物的极性和亲水性得到了提高，更容易被活性炭吸附和附着在活性炭上的细菌生物降解；臭氧氧化可有效去除水中的酚、氰、硫、铁、锰，并能脱色、除嗅和味、杀藻以及杀菌消除病毒等；臭氧氧化还能有效地减少UV254的吸收。
臭氧氧化后会生成氧气和臭氧混合气体中含有的大量氧气以及剩余臭氧会迅速转化为氧气，不产生二次污染，又可增加水中溶解氧，使生物活性炭滤池有充足的溶解氧（DO），因此促使好氧微生物在活性炭上繁殖。
提高了微生物增长潜力，加快生物氧化和硝化作用，延长了活性炭使用寿命，加快有机物的生物降解，从而提高了其对有机物的去除效果；同时臭氧能氧化水中的溶解性的铁和锰，生成难溶性的氧化物。
通过过虑，铁、锰的去除率增加，提高过滤速度50%，延长过滤工作周期，降低了过滤反冲洗水量。
臭氧氧化也是减少溴酸化合物形成的有效方法，加强了活性炭对溴酸化合物的高效去除。
由于臭氧的强氧化性，在去除水中其它水处理工艺难以去除物质的同时，可以减小反应设备或构筑物的体积；臭氧化还有助于絮凝，改善沉淀效果。
因此，臭氧化技术在欧洲、美国、加拿大等国家普遍应用。
臭氧+活性炭实验方案
臭氧+活性炭实验方案一、实验目的1、了解臭氧制备的基本原理以及工艺流程；2、考察反应时间、臭氧投加量对COD去除效果的影响；3、加深理解活性炭吸附的基本原理；4、通过尝试性实验来分析确定影响RO浓水中COD及氨氮去除率的因素。
二、实验原理由于活性炭微孔孔隙小，限制了对大分子物质的吸附，O3可破坏物质分子结构，形成小分子，增大活性炭吸附容量。
1、臭氧预氧化臭氧单元处理主要是催化氧化法，臭氧之所以表现出强氧化性，是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子，在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH，它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等。
直接反应：污染物+ O3→产物或中间物（PH＜4时）有选择性，速度慢；间接反应：污染物+ HO·→产物或中间物（PH＞4时）无选择性，HO·（E0=2.8V）电位高，反应能力强，速度快，可引发链反应，使许多有机物彻底降解。
2、活性炭吸附在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要的作用。
同时，被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象，又有化学吸附现象。
当活性炭对水中所含杂质吸附时，水中的溶解性杂质在活性炭表面集聚而被吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中即发生解吸现象。
当吸附和解吸处于动态平衡状态，称为吸附平衡。
在水和污水处理中通常用Fruendlich表达式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量，即：q e=KC(1/n)式中：q e——吸附容量（mg/g）；K——与吸附比表面积、温度有关的系数；n——与温度有关的常数，n＞1；C——吸附平衡时的溶液浓度（mg/L）。
这是一个经验公式，经常用图解方法求出K、n的值，为了方便易解，往往将式（1）变换成线性对数关系式：lgq e=lg(C0-C)/m=lgK+(1/n)lgC式中：C0——水中被吸附物质原始浓度（mg/L）；C——被吸附物质的平衡浓度（mg/L）；m——活性炭投加量（g/L）。
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。
臭氧活性炭联用法工艺流程
臭氧活性炭联用法工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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臭氧生物活性炭深度饮用水处理技术ppt课件
臭氧氧化作用的优缺点
优点
臭氧 氧化法
氧化能力强、 反应速度快、 反应条件温和、 操作简单、 无二次污染
缺点
臭氧生成设备复杂、 臭氧水处理中的应用
6 生物降解： 水解化合物进入细胞内，在酶作用下进行氧化分解。 7 外反扩散： 降解产物通过液膜扩散至污水中。
臭氧—生物活性炭技术原理
生物活性炭池的反应过程
活性炭孔隙中的有机物被分解后，经 过反冲洗，活性炭腾出吸附位置，恢复 了对有机物及溶解氧吸附能力。活性炭 对水中有机物的吸附和微生物的氧化分 解是相继发生的，微生物的氧化降解作 用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，两者互相促进，形成相对 平衡态，得到稳定的处理效果，从而大 大延长了活性炭的再生周期。
臭氧的反应机理
臭氧之所以表现出强氧化性，是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子 或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子，在水中形成具有强氧化作用的羟 基自由基·OH，它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等 等，其副产物无毒，基本无二次污染，有着许多别的氧化剂无法比拟的优点， 不仅可以消毒杀菌，还可以氧化分解水中污染物。
臭氧—生物活性炭技术原理
生物活性炭的作用机理
生物活性炭对废水中有机物的去除机理主要由以下7方面组成：
1 外扩散： 污染物通过液膜达到活性炭表面。 2 内扩散： 污染物从活性炭表面进入微孔道和中孔道，进而扩散至中孔和微
孔表面。
3 吸附： 进入微孔、中孔表面的污染物被活性炭吸附相对固定。
4 水解：污染物与菌胶团分泌的胞外酶反应，水解成分子量较小的物质。 5 内反应： 水解后的化合物由中孔道和微孔道扩散至外表面生物膜吸附区。
臭氧-活性炭工艺研究现状PPT演示课件
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐的产生过程
溴酸盐生成过程主要包 括臭氧和氢氧自由基两 种途径。
臭氧途径：Br-直接与O3反 应生成HOBr-/OBr-，接着只有 OBr-被O3继续氧化成BrO2-， BrO2-继续被氧化最后生成 BrO3-。
氢氧自由基途径：首先 是·OH与Br一反应生成Br-， Br-既可被O3氧化成BrO-，也 可与Br反应生成Br2-，然后反 应生成HOBr-与O3。不同的 是，·OH既可与OBr-反应，也 可与HOBr-反应生成BrO·，且 两个反应速率相近。BrO·发生 歧化反应，生成OBr-和BrO2-， BrO继续被O3氧化生成BrO3-。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
生物稳定性影响因素
影响生物活性炭滤池出水水质的因素很多,目前国内外对于这 方面都还没有系统的研究结果。
何元春等研究指出用不同的水冲强度和冲洗时间对活性炭池进行冲洗后,活 性炭池出水中的颗粒物数目呈现出不同的变化趋势,在低强度、长时间水洗条 件下,初滤水中颗粒较多,而在高强度、短时间水洗条件下,初滤水中的颗粒较少。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物浓度的影响 在臭氧氧化过程中，特定前体 物质的浓度是影响甲醛形成的 首要因素。
这说明丙烯酸浓度与甲醛生成 量是线性相关的。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物溴酸盐生成受多种因素的 影响，主要包括溴离子浓度、催化剂投加 量、臭氧投加量及投加方式、反应温度和 反应时间、pH 值、腐殖酸浓度、硬度、碱 度等。
净水厂改造的必需技术：臭氧-活性炭深度处理
在我国以往一直为解决水量问题而努力，现在由于工业结构调整，对一些城市，水量的矛盾基本解决，而水质问题比较突出，过去在计划经济时代臭氧－活性炭技术被认为“高不可攀”，仅在很少经济条件好的企业（如石油化工企业）中采用，现在按照市场经济规律，水价已经涨到1～2元。水源水质又遭到污染，水质标准越来越高，因此在当前条件下，陈旧的净水厂采用臭氧－活性炭进行改造的时代已经到来。
何种措施才能达到我国吸取外国成就，自己做出几个像样产品，作为竞争的资本，请大家献良策、献良奇计！
净水厂改造的必需技术：臭氧－活性炭深度处理
王占生 (给水深度处理研究会 理事长 清华大学环境科学与工程系 教授)
饮用水安全保证的有效技术－臭氧活性炭。臭氧是强氧化剂，活性炭是吸附有机物最有效的吸附附剂，这两个技术联用，还可在活性炭上浓缩氧气、浓缩有机物、微生物，使活性炭成为生物炭，也即在炭上凹洼处、大孔处由微生物结群与分泌物一起形成生物膜，活性炭的生物膜有降解水中有机物的作用，在活性炭吸附与脱附有机物过程中起着再生的作用。
臭氧能对大分子有机物开环、断链，使之成为较小分子有机物，使难以降解的有机物变成易于降解，有利于后续活性炭吸附与生物降解。臭氧还能直接氧化一些有机物成为CO2与H2Oห้องสมุดไป่ตู้活性炭置于臭氧之后能较有效吸附小分子有机物并成了微生物载体，生物膜可以氧化一些微量有机物。因此臭氧－活性炭联用技术可以有化学氧化、物理吹附与生物降解三方面的作用，还有活性炭介质的过滤作用，与此同时，还可以有效的脱色、除味、除浊。是目前在国际上最常用、最成熟的去除有机物的技术。
臭氧发生器的制造至今我国还较落后，落后就要挨打，因此一些国际上名牌厂家不愿与我们合作共同生产，只让做他们的地区代表，代销其产品，虽然也有不少有志之士尽囊相投，奋发研究，但因投入不足多数分散研究，目前还难于与国际上竞争。臭氧技术主要在于：臭氧发生单元的研制（搪瓷、陶瓷管.....）中须装置与专用变压器的配备，其实在我国单项技术的研究不乏其人，但综合研究就显得不足了。
臭氧活性炭工艺原理
臭氧活性炭工艺原理
臭氧活性炭工艺原理是利用臭氧对活性炭进行氧化反应的过程。
活性炭是一种具有大表面积、孔隙结构和吸附能力的吸附剂。
而臭氧是一种强氧化剂，具有良好的氧化性能。
臭氧活性炭工艺将臭氧引入活性炭床，通过氧化反应降解和去除有机污染物。
臭氧活性炭工艺的过程可分为以下几个步骤：
1. 产生臭氧：通过臭氧发生器产生臭氧气体。
臭氧发生器通常使用电解法或紫外线法产生臭氧。
2. 混合臭氧与活性炭：将产生的臭氧气体与活性炭充分混合，使臭氧与活性炭接触。
3. 氧化反应：臭氧与活性炭表面上的有机污染物发生氧化反应。
臭氧氧化过程中产生高活性自由基，能够有效降解有机污染物。
4. 吸附：同时，活性炭的孔隙结构吸附有机物分子，使其从气相转移到固相中，从而实现高效去除有机污染物。
5. 冲洗和再生：经过吸附和氧化反应的活性炭在饱和后需要进行冲洗和再生。
冲洗可用水或其他溶剂进行，以清除活性炭表面的附着物。
再生则可以通过热解、蒸汽脱附等方法进行，将吸附在活性炭上的有机污染物从活性炭上脱附出来，使活性炭重新得到吸附能力。
通过臭氧活性炭工艺，可以将有机污染物有效地降解和去除，
提高水质或空气质量。
同时，臭氧活性炭工艺具有高效、经济、环保等优点，逐渐被广泛应用于水处理、大气污染治理等领域。
臭氧异味消除方案
臭氧异味消除方案引言：臭氧异味是一种常见的问题，经常会在一些封闭的空间中出现，给人们的生活和工作带来不便。
为了解决这个问题，我们需要采取一些措施来消除臭氧异味。
本文将介绍一些有效的臭氧异味消除方案。
一、保持空气流通保持空气流通是消除臭氧异味的一种简单却有效的方法。
可以通过打开窗户、使用空气净化器或者安装通风设备来实现空气流通。
新鲜的空气可以帮助稀释臭氧异味，并将其排出室外。
二、使用活性炭活性炭是一种强大的吸附剂，可以有效去除空气中的异味。
将一些活性炭放置在臭氧异味较为集中的区域，如房间角落或者柜子里，可以帮助吸附并消除臭氧异味。
三、使用除臭剂除臭剂是一种常见的消除异味的方法。
选择一款有效的除臭剂，如柠檬、香草或者咖啡豆等，将其放置在臭氧异味较为集中的区域，可以起到一定的消除异味的效果。
四、清洁和消毒清洁和消毒是消除臭氧异味的重要步骤。
首先，要确保清洁物体或者空间表面的卫生，去除任何可能导致异味的污渍或者细菌。
其次，使用消毒剂对空间进行消毒，杀灭任何可能产生异味的细菌。
五、避免使用产生臭氧的设备一些设备，如臭氧发生器、臭氧空气净化器等，会产生臭氧并造成异味。
在消除臭氧异味的过程中，应尽量避免使用这些设备，以免产生更多的异味。
六、保持干燥湿度过高可能会导致一些物体或者空间产生异味。
因此，保持干燥是消除臭氧异味的一个重要因素。
可以通过使用除湿机或者保持通风来控制湿度，从而减少异味。
七、使用除臭喷雾剂除臭喷雾剂是一种方便快捷的消除臭氧异味的方法。
选择一款适合的除臭喷雾剂，如花香或者果香味道的，喷洒在臭氧异味较为集中的区域，可以帮助减轻异味。
八、定期清洁空调和过滤器空调和过滤器是空气中的异味堆积的地方。
定期清洁空调和过滤器，可以有效消除臭氧异味，并保持空气的清新。
九、注意个人卫生个人卫生对于消除臭氧异味也有一定的影响。
保持良好的个人卫生习惯，如定期洗澡、更换干净的衣物等，能够减少身体散发的异味，从而减少臭氧异味。
臭氧生物活性炭技术11上课讲义
促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度
的抑制作用有关
饮用水深度处理应用效果
氨氮去除率比较
传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池 对NH+4-N的去除率为2.6%.
组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水 的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨 氮的质量浓度低于检测限
适 反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min 工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计
工艺应用条件与设计参数
构筑物形式：
饮用水深度处理： 目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、
V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代 表性。 工业废水处理： 活性炭塔
臭氧分解增加水中DO，促进活性炭表面好氧微生物的生长， 增强微生物的活性。
作用原理——生物活性炭技术
生物活性炭技术：
利用具有巨大比表面积及发达孔隙结构的活性炭,对水中有机物 及溶解氧有强的吸附特性,以及将其作为载体,是微生物集聚、 繁殖生长的良好场所,在适当的温度及营养条件下,同时发挥活 性炭的物理吸附作用和微生物生物降解作用的水处理技术,或称 为生物活性炭法。
嗅阈值(ＴＯＮ),出厂水为6，是用常规处理工艺出厂水的1/4·1/3(测 定常规处理出厂水的ＴＯＮ为18~24)
内分泌干扰物烷基酚(ＡＰ),采用臭氧生物活性炭处理可使AP降至 10μｇ/Ｌ以下安全浓度。（常规处深度处理工艺与常规处理工艺效果比较
臭氧生物活性炭技术
主要内容
臭氧生物活性炭技术简介 作用原理 工艺应用条件与设计参数 饮用水深度处理应用效果 优缺点 其他应用
臭氧生物活性炭技术11
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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
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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。
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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。
臭氧活性炭工艺的探讨
臭氧活性炭工艺的探讨摘要：传统的饮用水处理工艺是混凝、沉淀、过滤及消毒，主要处理的是细菌、浊度及色度等，但不能有效去除臭味、有机物、氨氮、藻类及内分泌干扰物等，且传统的氯消毒会产生“三致”消毒副产物等问题。
主要通过研究臭氧-活性炭技术，发掘其对深度饮用水处理带来的应用。
关键词：臭氧，活性炭，臭氧-活性炭臭氧具有强氧化性，能在水中分解为羟基自由基，将有机物氧化成小分子有机物，反应速度快且不产生有害物质。
且有除臭、脱色的功效。
臭氧 - 活性炭技术是 1961 年在欧洲最先使用，该技术将臭氧氧化技术、活性炭吸附技术等组合在一起。
臭氧氧化技术与活性炭技术非常互补，在一起能发挥彼此的优势，先对饮用水进行臭氧预氧化，使水中的有机物及其他还原性物质得到氧化，提高活性炭滤池进水可生化性的同时也降低了活性炭滤池的有机负荷。
Takeuchi 等人通过研究发现，臭氧 - 活性炭工艺中，水样经臭氧氧化后，BOD/COD 增加了 0.23，极大的改善了水样的可生化性。
西方国家水厂资料统计表明，该工艺中活性炭使用寿命是单独使用活性炭的 6 倍，且对有机物的去除能力也大大增加，大约是 10 倍之高。
尤其我国已经研制出比国外更低价高效的优质活性炭，相信在不久的将来，通过我们研究的深入，臭氧 - 活性炭技术会在我国有更广泛的应用。
目前，昆明水厂、北京田村山水厂及上海周家渡水厂等都有应用该技术进行饮用水的深度处理[1]。
1、臭氧活性炭工艺技术机理臭氧的化学氧化作用、活性炭的屋里吸附作用以及微生物的降解作用三项特点的有机结合，构成了臭氧活性炭工艺技术的技术优势。
活性炭负责吸附难以降解的大分子有机物所氧化分解成的小分子，臭氧在处理过程中能够产生氧气，水中含氧量有所提高，微生物生存所需的营养源有所保障，一些好氧微生物能够很好的生活在该环境中，对活性炭的工作寿命也有很大的积极影响，实现大幅降解有机物从而将有机物从水中去除的目的。
有机污染物能够被活性炭表面所附着的细菌和微生物降解掉，同时，能够高效吸附水中的残余臭氧和处理过程中所产生的副产物，提高了饮用水的安全指数。
臭氧活性炭PPT课件
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A division of the American Chemical Society
问题
O3-BAC主要 of the American Chemical Society
5 工程应用
生物再生
作用机理
优缺点 影响因素
5.2 上海周家渡水厂
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A division of the American Chemical Society
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
第28页/共34页
A division of the American Chemical Society
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）
第2页/共34页
A division of the American Chemical Society
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
结果： 增多吸附容量，延长活性炭滤池的工作周期
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A division of the American Chemical Society
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
A division of the American Chemical Society
3 影响因素
生物再生
作用机理
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。
臭氧活性炭系统工作原理
臭氧活性炭系统工作原理
臭氧活性炭系统是一种利用臭氧氧化和活性炭吸附的方法来处理空气中污染物的技术。
其工作原理如下：
1. 吸附：首先，空气中的污染物通过进气口进入臭氧活性炭系统。
系统内部配有活性炭滤网，其具有大量微孔和表面活性位点，能够有效吸附和储存气体污染物。
2. 臭氧生成：系统内部还通过一种叫做臭氧发生器的装置产生臭氧气体。
臭氧是一种具有很强氧化能力的氧分子（O3），它能够与空气中的许多污染物发生氧化反应，从而将其分解或转化为无毒无害的物质。
3. 氧化：臭氧通过喷射或扩散到活性炭滤网上，与吸附在滤网上的污染物接触反应。
这些污染物因臭氧的氧化作用而发生分解或转化，使其降解成较小的分子或无害的物质。
4. 吸附与解吸：活性炭滤网在反应过程中不仅起到吸附污染物的作用，还能够在臭氧氧化后重新吸附新的污染物。
这样，活性炭滤网就可以循环使用，延长其寿命。
通过上述工作原理，臭氧活性炭系统能够高效地净化空气中的污染物，提高空气质量，保护人体健康。
臭氧生物活性炭技术PPT幻灯片
促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度
的抑制作用有关
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饮用水深度处理应用效果
氨氮去除率比较
传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池 对NH+4-N的去除率为2.6%.
组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水 的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮 的质量浓度低于检测限
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作用原理——生物活性炭技术
活性炭吸附与微生物降解的协同作用
——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭 微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。
——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性 炭得以再生。
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作用原理——生物活性炭技术
炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？ 活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面
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 池微生物作用去除
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饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
适 反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min 工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计
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工艺应用条件与设计参数
构筑物形式：
饮用水深度处理：
目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、 V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表 性。
工业废水处理：
活性炭塔
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饮用水深度处理应用效果
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➢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
水体
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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
4 优缺点
生物再生
作用机理
影响因素 工程应用
优缺点
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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
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3 影响因素
生物再生
作用机理
优缺点 工程应用
影响因素
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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
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问题
O3-BAC主要由于什么样的水源水处理？
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5 工程应用
生物再生
作用机理
优缺点 影响因素
工程应用
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1 作用机理
影响因素
生物再生
优缺点 工程应用
作用机理
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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%
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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
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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。
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 结果： 增多吸附容量，延长活性炭滤池的工作周期
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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
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2 生物再生
影响因素
作用机理
优缺点 工程应用
生物再生
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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.
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1.3 O3-BAC工艺流程
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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
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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
5.1 梅林水厂
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
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
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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
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、藻类和有机物等出水水质 得不到保证。
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1.2 生物活性炭的作用机理
➢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）
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1.2 生物活性炭的作用机理
➢高浓度AOC，促使微生物在GAC