臭氧-活性炭工艺研究现状汇总
【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。
臭氧化-生物活性炭技术的研究与应用
臭氧化-生物活性炭技术的研究与应用摘要：概述国内外臭氧化-生物活性炭的发展历史，分析和介绍国内外该工艺技术应用的典型案例，并指出臭氧化-生物活性炭工艺当前的技术难点和发展趋势。
关键词：臭氧活性炭臭氧化-生物活性炭消毒副产物致病微生物1. 引言随着世界各国经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，饮用水的卫生和安全也受到越来越广泛的关注。
由于水源污染日趋严重，水微量分析技术不断进步，在饮用水中越来越多的有机、有毒污染物被检测出来，并通过流行病学调查研究和对污染物毒理学的验证，发现某些污染物与居民发病率具有密切的相关性，从而更引起了人们对饮用水安全的高度重视。
在美国，六十年代初曾对 30 个大城市、11590 个城镇的饮用水进行调查，调查指出，饮用经氯化以后的地表水可能对人体健康造成潜在危险。
在 1974～1977 年间，美国环保局又组织了两次全国性的调查，一次是调查 80 个城市的饮用水中 4 种卤代烃浓度，并对10 个城市饮用水中所含的有机物质作了详细的分析；另一次是调查俄亥俄，印地安纳、伊利诺斯、威斯康星、明尼苏达、密执安等州的 83 个城市饮用水中三卤甲烷的存在情况。
调查结果发现，饮用水的有机污染已遍及整个美国 1。
德国、英国、加拿大等国也调查了城市地下水及地面水加氯消毒后挥发性卤代烃的存在情况，并根据调查结果修订了本国的水质标准。
随着这些研究和调查的不断深入，人们逐渐认识到，常规的混凝沉淀－砂滤－投氯消毒处理技术不能充分保障饮用水的卫生与安全，因此，以去除水中有机污染物为目标的饮用水深度净化技术得到日益广泛的研究和应用。
臭氧与活性炭联用的饮用水除污染新技术，即臭氧化－生物活性炭处理工艺，以其氧化性强、副产物少、吸附与降解效果显著等特点，日益受到重视，并迅速地从理论研究走向实际应用。
与此同时，饮用水中隐孢子虫、贾第虫等新的致病微生物因子不断出现，严重影响饮用水的生物学安全。
70 年代以来，欧美发达国家暴发了多起由贾第虫、隐孢子虫等致病原生动物，引起的较大规模水介流行病。
臭氧-生物活性炭工艺在废水处理中的研究与应用
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臭氧一 物 活性 炭 工艺 生 在废 水 处理 中 的研 究 与 应用 六
刘栓祥 任 立鹏 崔 丽红 田艳 荣 秦 丽娟 王之峰 马 文 臣 李 菲
活 性 炭 吸 附 法 是 目前 污 水 深 度 处 理 的 一 种 成 熟
而有 效 的方法 。活性 炭有粒 状和 粉状 两 种类 型 ， 颗粒
炭 的 粒 径 介 于 ０ ２ ５ ０ｍｉ 之 间 ， 状 炭 的 粒 径 为 ． ～ ． ｌ ｌ 粉 ０ ０ ～ ０ １ ． ５ ． ５ｍｍ 。活 性 炭 具 有 极 大 的 比 表 面 积 ， 中 其
研 究进 展 。
关 键 词 臭 氧一 物 活 性 炭 Ｊ． 生 ２艺 中水 回 用 深 度 处 理
中 图分 类 号 ：Ｘ７ ３ ０ ．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — １ ８ ２ １ ） ４０ １ －４ ０ ５３ （ ０ １ ０ ０ ０ ５ ７
（ ． 国 ５ 油兰 州 石 化 公 司 ：２ １中 － Ｉ ．北 京世 纪 华 扬 能 源 科 技 有 限 公司 ）
摘 要 概述 活性炭 吸 附工 艺、 臭氧氧 化 工艺 以及 臭氧 生物 活 性 炭工 艺的 降解 机理 、 发展 及 应 用 ； 析 臭 分 氧～ 生物 活性 炭 工 艺在 国内外应 用的典 型案例 ， 以及介 绍 该工 艺在 污水处理 、 污水深度 处理 以及 中水 回用方 面的
２ 臭 氧技 术 的发 展 及 应 用
臭 氧在 常温 常压下是 一种 不稳 定 的淡 蓝 色气体 ，
内表 面积 约 占总面 积 的 ９ 以上 。活性 炭 对 有机 物 ５ 的去 除主要 靠微 孔 吸 附作 用 ， 以物 理 吸 附 为 主 （ 德 范 华力 ） 但也 有 化学 吸 附 的 作 用 。通过 活性 炭 的吸 附 ， 作用 ， 不仅可 以去 除 溶 解性 有机 物 ， 能够 去除 色 度 还
臭氧／生物活性炭工艺浅谈
臭氧/生物活性炭工艺浅谈摘要：臭氧/生物活性炭工艺是水质深度处理的方法之一。
关键词：臭氧；活性炭；DOC随着居民生活水平的不断提高和健康条件的日益改善，饮用水水质标准的要求愈来愈高，当常规的絮凝、沉淀（澄清）、过滤、消毒净水工艺，已难以满足水质不断提高的要求时，有必要在现在常规处理工艺的基础上，再增加水质深度处理的工艺。
1 工艺概述臭氧/生物活性炭工艺是水质深度处理的方法之一。
主要目的是去除水中的溶解有机物(DOC)。
目前笔者参与建设的苏州某水厂深度制水工艺改造工程，由于近年太湖蓝藻较多，水厂采用的是常规平流沉淀加砂滤池的常规工艺已经难以应对特水情况，加入臭氧/生物活性炭工艺后采用如下流程：原水+臭氧（预）---絮凝----沉淀----砂滤池水+臭氧（主）----生物活性炭池水+消毒（氯）----请水库----供水管网。
原水中含有天然有机物（NOM）合成有机物，其物种、浓度、形状、分子量的大小以及吸附、生物活动各有差异，加上臭氧化、活性炭的作用机理都有极其复杂的内容，因此臭氧/活性炭工艺的采用必须在现场结合具体的水质、流程、臭氧化的目的以及臭氧化接触池（反应器）的具体条件进行从小试到中试的试验，才能获得必要的设计参数可靠数据。
也就是说设计参数的可靠数据只能从试验中得出，而无法预测。
2 臭氧系统组成臭氧系统是臭氧/活性炭工艺的重要组成部分，它的配置直接影响到净水效果与运行成本。
臭氧的氧化能力很强，仅次于氟，臭氧的制取方法有高压放电法、紫外线照射法和电解法。
用于水处理时一般采用高压放电法。
在本工程中，臭氧系统由气源系统、电源系统、臭氧发生系统、冷却水系统、PLC控制系统、臭氧投加以及尾气破坏系统组成。
此外还有大量的辅助设备如测量系统，阀门及管道等。
本工程的臭氧气源为液态氧气制备，臭氧发生器的臭氧产率高。
臭氧制备投加系统为国外成套设备，这里不展开赘述。
3 臭氧系统的控制臭氧需求量一般按以下方法确定：R=Q*D ---------（1）式中：R--臭氧需求量，kg/h；Q—处理水量，k/h；D—臭氧的投加量，g/。
臭氧化-生物活性炭深度处理工艺安全性研究_secret
臭氧化-生物活性炭深度处理工艺安全性研究论文名称：臭氧化-生物活性炭深度处理工艺安全性研究作者：张金松董文艺张红亮范洁马军摘要：介绍了采用臭氧化－生物活性炭处理的饮用水生物稳定性,同时对水的致突变性和消毒副产物前质等问题进行分析。
研究结果表明,采用臭氧化工艺会导致AOC有所升高,但后续生物活性炭工艺将有利于提高出水的生物稳定性,并明显降低水的致突变活性；臭氧化对三卤甲烷前质和卤乙酸前质均具有很好的去除效果,生物活性炭对卤乙酸前质表现出较好去除效果,但对三卤甲烷前质的去除效果有限。
关键字：臭氧化生物活性炭生物稳定性致突变活性消毒副产物前质0 引言我国饮用水水源不同程度地存在污染情况,这对以去除浊度和细菌为主的常规处理工艺往往很难使出水达到不断提高的饮用水水质标准的严格要求。
因此,采用饮用水深度处理工艺已越来越显得必要[1]。
臭氧化?生物活性炭深度处理技术,是集臭氧氧化、活性炭吸附、生物降解、臭氧消毒于一体,以除污染的独特高效性而成为当今世界各国饮用水深度处理技术的主流工艺。
在欧美等国家已迅速从理论研究走向实际应用[2],我国的昆明、北京、常州等城市已经先后采用臭氧化?生物活性炭深度处理技术来提高饮用水水质,深圳、杭州、上海、广州等城市已经完成采用臭氧化?生物活性炭深度处理技术的方案论证,正在进行工程的筹建或施工。
但是,由于现代分析检测技术的进步和卫生毒理学研究的进展,臭氧化副产物、臭氧对饮用水生物稳定性影响和生物活性炭的微生物安全性等问题已经开始引起人们的关注。
这样,有效地控制臭氧化副产物、提高臭氧处理饮用水的生物稳定性和生物活性炭的微生物安全性,将是此项技术研究的新热点。
这里介绍采用臭氧化?生物活性炭深度处理的饮用水生物稳定性,同时对水的致突变性和消毒副产物前质等问题进行分析。
1 试验装置本研究主要是在中试装置上完成的,其主要设计参数为：处理流量：3 m3/h；混合：机械混合,混合时间 6 s；反应：网格反应池,反应时间23 min；沉淀池：斜管沉淀池,停留时间36 min；砂滤池：均质石英砂滤料滤池,滤速10 m／h；臭氧接触塔：塔高6 m,有效水深5.7 m,内径400 mm,采用微孔曝气的方式投加臭氧,臭氧化气与水在塔内逆流接触,接触时间16 min；生物活性炭滤池：池高4.9 m,内部均分两格,采用小阻力配水系统,采用ZJ-15 型柱状活性炭,炭层厚2 m,空床接触时间10 min,滤速12 m／h。
罗鸿玲_臭氧-生物活性炭饮用水处理技术的进展及前景
臭氧-生物活性炭饮用水处理技术的进展及前景（华南师范大学化学与环境学院，05环境科学，罗鸿玲20052402505）摘要介绍了臭氧-生物活性炭净水技术的原理，指出该项技术在应用中体现出来的优越性以及存在的问题，并对其发展前景进行分析。
关键词臭氧-生物活性炭饮用水吸附生物降解近些年来，环境恶化对饮用水的影响越来越突出，饮用水水源中有毒、有害化学有机污染物含量正逐年上升，品种也逐年增多。
使水厂的出水水质有所下降，直接影响了居民的身体健康。
解决和处理水源水质迫在眉睫。
传统的工艺“混凝沉淀砂滤投氯消毒”的水处理工艺已经难以保障饮用水的安全与卫生了。
生物活性炭技术的安全性评价表明[1]，采用常规方法并不能很好的去除原水有机物，氯的投入容易产生THMs的前驱物以及引发臭味。
只有通过臭氧活性炭才能解决以上存在的问题。
1 臭氧活性炭技术的原理及工艺流程臭氧-生物活性炭工艺是将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附、生物降解四种技术结合为一体的工艺。
[2]1.1 臭氧预氧化臭氧预处理的投加点位于常规处理之前。
臭氧是不仅是一种很好的杀菌剂、脱色剂；同时还能分解水中大分子有机物，苯环、长链的大分子有机物被解体为短链小分子，或者分子的一些基团被改变，从而提高了处理水的可生化性及可吸附性，使之能被生物降解；臭氧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，增加锰、铁的去除率；臭氧在水中还可以自动分解为氧，为活性炭床提供大量的溶解氧（DO），补充水中DO消耗，为耗氧菌提供良好的生长环境，增强了活性炭表面耗氧微生物的活性，使之在活性炭表面形成生物膜。
[3,4,5]1.2 臭氧灭菌消毒臭氧灭菌消毒又称臭氧后氧化，投加到常规处理之后。
主要为了杀灭细菌及病毒；氧化水中有机物质如苯酚、洗涤剂、农药和生物难降解有机物；增加水中的溶解氧，有利于生物活性炭上好氧微生物的生长；减少出水厂水的加氯量。
[4]后臭氧投加量一般为 1.5~2.5mg/L。
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。
不同地区臭氧-活性炭工艺异养菌分布情况研究
采用臭氧．活性炭深度处理工艺的四个水厂为研究对象，采集常规处理出水和活性炭池出水。各水厂
２．２．２
ＨＰＣ计数
将所取水样稀释合适倍数，采用涂布法进行异养茵平板计数，使用Ｒ２Ａ培养基，培养温度为２２ ℃，时间为１６８ ｈ。美国环保局（ＵＳＥＰＡ）颁布的美国饮用水水质标准中规定以ＨＰＣ．Ｒ２Ａ为指标的 异养菌总数不得超过５００ ＣＦＵ／ｍＬ。 本研究在砂滤池和炭滤池反冲洗后运行稳定时期取样，水样保存在４℃冰箱内，送回实验室后 立即进行添加解吸液前后的ＨＰＣ计数。
２．２试验方法
２．２．１水样的采集
为了对臭氧．活性炭深度处理工艺的微生物安全性进行一个系统的评价，本试验以国内不同地区
－８８—
兰兰！竺竺竺兰二二二二二二ｊ銎
处理工艺如表１．１所示。
表１．１水厂处理工艺 水厂 南方某市 Ａ水厂 东部某市 原水＋弹性填料生物预处理＋平流式沉淀池＋砂滤＋臭氧＋炭滤＋液氯消毒＋出厂水 Ｂ水厂 东部某市 Ｃ水厂 北方某市 原水＋常规处理＋臭氧－生物活性炭＋次氯酸钠消毒 Ｄ水厂 原水＋悬浮球生物预处理＋中置式高密度沉淀池＋臭氧＋上向流悬浮活性炭接触滤池＋砂滤＋液 氯消毒＋出厂水 处理工艺 原水＋预臭氧＋高效网格反应＋平流沉淀＋Ｖ型滤池过滤＋主臭氧＋生物活性炭＋液氯消毒＋出厂 水
ｏｎ
Ｗａｔｅｒ Ｐｌａｎｔｓ
ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ０３・ＢＡＣ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ，ｐａｒｔｉｃｌｅ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｈｅｔｅｒｏｔｒｏｐｈｉｃ
ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｂｅｄ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｅｘｃｅｅｄｅｄ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｂｅｄ ｉｎｆｌｕｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
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
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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。
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。
A
22
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。
A
23
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。
水厂深度处理工艺的研究分析
水厂深度处理工艺的研究分析摘要：目前深度处理工艺在工程中可能采用的主要有臭氧－活性炭、膜处理等工艺。
本文以臭氧活性炭技术为例对水厂深度处理工艺进行了研究分析。
关键词：臭氧活性炭技术；水厂；深度处理；一、臭氧活性炭技术概述臭氧活性炭就是把臭氧氧化和活性炭吸附工艺组合使用，它包括原水的预臭氧化、活性炭的吸附和生物降解作用。
一方面可以利用活性炭吸附去除臭氧氧化生成的的低分子量有机物，活性炭也可将O3还原为O2，减少臭氧释出进入空气污染环境，并增加供氧量；另一方面利用臭氧的供氧作用，在炭床中大量生长繁殖好氧菌，被吸附的溶解性有机物作为炭床中微生物生命活动的营养原，通过生物降解作用得到去除。
这样，炭床中就同时存在着活性炭吸附和微生物的降解作用，使活性炭对水中溶解性有机物的累积吸附负荷大大超过只根据吸附等温线所预计的吸附负荷，从而延长了活性炭的工作周期，减少运行费用。
臭氧投加量常在1～4mg/L之间，臭氧接触水力停留时间10～15min左右，接触后余臭氧宜控制在0.1mg/L以下，尾气必须作无害处理。
其中臭氧发生器气源选择和活性炭滤池设计选择是决定处理成本和运行效果的重要因素。
二、臭氧活性炭技术的研究现状该工艺的设计和研究工作也积累了多年的实践经验，在嘉兴石臼漾水厂、嘉兴贯泾港水厂、杭州南星水厂、上海周家渡水厂、上海临江水厂、上海杨树浦等工程的设计中采用了臭氧活性炭工艺，并获得了很好的运行效果。
针对存在微污染的原水水质，进行了“预臭氧－常规处理－后臭氧－活性炭过滤”净水工艺的研究，对CODMn、UV254、TOC的去除，对不同分子量有机物的去有以下三点效果：（1）常规工艺对CODMn去除率达到了38%，CODMn主要与浊度一起去除，臭氧活性炭工艺可以进一步提高CODMn的去除率，整个常规处理－臭氧活性炭工艺全程去除率约为55%左右，在试验期间活性炭出水CODMn基本小于3.0mg/L。
（2）常规工艺、后臭氧、活性炭吸附池对UV254都有很好的去除效果，活性炭吸附池对UV254和CODMn的去除率有很好的一致性，都在10%左右，常规处理－臭氧活性炭工艺全程的UV254去除率达到了84%以上。
臭氧-活性炭工艺研究现状..
管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧氧化阶段产生的消毒副产物： 无机消毒副产物：以溴酸盐为代表； 有机消毒副产物：以甲醛为代表。
生物活性炭滤池出水的生物稳定性： 滤池出水颗粒物以及微生物的泄露； 未被灭活的微生物附着在颗粒物上进 入管网，形成二次污染。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
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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。 也有研究表明，醛总产量最大 是在比值接近于 1mg/LO3/mg/L TOC。
（2）主臭氧接触
在后氧化工艺中，臭氧一般与活 性炭联合使用，其作用主要有： 杀死细菌和病毒； 氧化有机物，如杀虫剂、清 洁剂、苯酚等； 去除DOC； 氧化分解鳌合物等。
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2.各工艺单元主要作用
（3）生物活性炭滤池 作用
在臭氧活性炭工艺中，生物活性炭滤池的主要作用是过滤以 及去除水中未被去除的有机物。
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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。
臭氧投加浓度的影响 随着臭氧投加量的增加，甲醛 的生成量是先增加后减少。 之所以出现这个峰值，是因为 在臭氧充足的条件下甲醛可被 进一步将氧化。
氧原子进入芳香环，发生取代反应。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
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。
臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究共3篇
臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究共3篇臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究1臭氧催化氧化与活性炭联用给水处理工艺特性中试研究随着生产和民生用水需求的不断增加，水资源的保护和污水的净化日益受到了广泛的关注。
目前，水处理工艺中臭氧催化氧化和活性炭吸附是一种有效的技术组合，可以有效地去除水中的有机物、异味、色度等污染物，提高水的品质和满足人们对于水质安全的需求。
本文将结合实际中试研究，对臭氧催化氧化与活性炭联用的给水处理工艺特性进行探讨。
首先，臭氧催化氧化和活性炭吸附的机理是不同的。
臭氧催化氧化是一种强氧化剂，能够通过臭氧的分解反应，产生活性自由基，从而使有机分子分解成无机物。
活性炭吸附则是一种物理吸附的过程，通过活性炭的孔隙来吸附有机分子。
二者的机理不同，但是却能相互协同作用，起到更好的水处理效果。
其次，中试研究表明，臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的给水处理工艺具有以下特点：1.去除效果好。
臭氧催化氧化和活性炭吸附联用具有互补性，对于水中的不同污染物具有不同的去除效果。
臭氧催化氧化能够有效去除水中的有机物、异味等污染物，而活性炭吸附则能够去除色度等杂质。
二者联用可以提高水处理的效果。
2.节能环保。
臭氧催化氧化和活性炭吸附联用具有节能环保的特点。
臭氧通过紫外光或电场产生，不需要化学药剂，因此环保无污染，同时臭氧可以循环使用，降低了能耗。
3.技术难度低。
臭氧催化氧化和活性炭吸附的技术难度较低，且操作简单。
由于两种技术相互协同，不需要引入更多的设备，也降低了工艺复杂度，降低了成本。
4.运行稳定性高。
臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的工艺运行稳定，能够适应不同水质的处理要求，具有较高的适应性。
同时，由于二者机理相互协同，能够互相稳定化作用，使得工艺的运行稳定性更高。
总之，臭氧催化氧化和活性炭吸附联用的给水处理工艺具有明显的优势。
通过中试研究进行实际应用，我们可以看到该工艺具有良好的去除效果、节能环保、技术难度低、运行稳定性高等特点，能够提高水质安全水平，满足人们对于水质的需求。
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_生物活性炭处理效果的影响因素与工艺分析
1 0 给水排水 Vol1 36 No1 2 2010
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年 11 月 22 日 ,耗氧量去除率突然明显下降 ,从 11 月 21 日的 68. 8 %急剧下降至 42. 8 %。在去除率突 降的这一段时间内 , 生物活性炭的平均去除率从 65 %左右下降至 45 %左右 , 降幅约 20 个百分点 。 截止 到 11 月 21 日 , 二 期 生 物 活 性 炭 运 行 历 时 137 d ,平均耗氧量去除率达 69. 4 %。之后的耗氧 量去除率变化趋势较为平稳 ,再无明显突变 。分析 认为耗氧量去除率的突然下降表明了生物活性炭以 吸附作用为主导阶段的结束 。 2. 2. 2 去除率与进水耗氧量的相关性
·城镇给排水 ·
臭氧 —生物活性炭处理效果的影响因素与工艺分析
张 捷 朱 慧 叶财富
(桐乡市凤栖供水有限公司 ,桐乡 314500)
摘要 桐乡市果园桥水厂深度处理工艺投入运行已逾五年 。通过对二期臭氧 —生物活性炭工 艺长达五年的跟踪分析 ,阐述了臭氧接触 、生物活性炭以及臭氧 —生物活性炭工艺对耗氧量的去除 效果 ,分析了水温 、处理负荷 、原水耗氧量 、臭氧投加量等因素对耗氧量去除率的影响 ,并且从活性炭 物理指标的下降程度说明了生物活性炭工艺的中后期以生物作用为主 。总体而言 ,多因素综合影响 着臭氧 —生物活性炭工艺的处理效果 。
由图 5 可见 ,生物活性炭以吸附作用为主导的 状态 在 满 负 荷 条 件下基本保持近 5 个月 。之后的
图 5 生物活性炭去除率与水温 、处理水量的相关性
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吸附和生物降解。
运行阶段
吸附阶段：在运行的初始阶段，系统对有机物的去除主要 通过活性炭的吸附作用。 生物降解阶段：随着活性炭上附着微生物构成的生物膜的 成熟，系统对有机物的去除主要是通过生物膜对有机物的生 物降解作用。
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3.臭氧-活性炭工艺的主要问题
工艺流程
原水
预臭氧
混凝
沉淀
主臭氧接触
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。
有机物种类的影响 三种有机物中，含双键结构的 丙烯酸被臭氧氧化后，生成的 甲醛量最大，达到了 0.84mg/L， 酒石酸和苯胺被臭氧氧化后几 乎不生成甲醛。
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之所以出现这个峰值，是因为 在臭氧充足的条件下甲醛可被 进一步将氧化。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 （2）无机消毒副产物：溴酸盐
当水中溴离子浓度高时，采用臭氧预氧化工艺的水厂出水溴酸盐浓 度普遍升高，臭氧氧化可将原水中的溴离子氧化成溴酸盐和次溴酸盐。 溴酸盐本身具有致癌作用，而次溴酸盐与氯化消毒副产物前质作用， 会生成毒性更强的溴代三氯甲烷，对人类造成更大的威胁。 《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中规定， 出水中溴酸盐的浓度不能超过0.01mg/L。
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。
有机物反应产生了溴化有机物 有关。
总体来说，Br-初始浓度、硬度、碱度 的增加都有利于BrO3-的生成，而羟基自 由基抑制剂的存在则会降低 BrO3-的生成。 其中，BrO3-生成量与Br-初始浓度呈线性 关系；pBCA 能有效抑制羟基自由基，故 而降低 BrO3-生成量；硬度提高离子强度 来提高 BrO3-的生成量；BrO3-的生成量 随碱度增大而增大，最后会趋向平缓。
臭氧-生物活性炭技术在饮用 水处理中存在的主要问题
姓名：专业：学号：导师：
主要内容
1、工艺介绍 2、各工艺单元主要作用 3、臭氧-活性炭工艺的主要问题 4、解决途径
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1、饮用水质标准的提高，臭氧— 生物活性炭技术已成为目前处理微污染水源水的主要工艺。
工艺优点
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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-。
也有研究表明，醛总产量最大 是在比值接近于 1mg/LO3/mg/L TOC。
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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。
臭氧投加浓度的影响 随着臭氧投加量的增加，甲醛 的生成量是先增加后减少。
（2）主臭氧接触
在后氧化工艺中，臭氧一般与活 性炭联合使用，其作用主要有： 杀死细菌和病毒； 氧化有机物，如杀虫剂、清 洁剂、苯酚等； 去除DOC； 氧化分解鳌合物等。
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2.各工艺单元主要作用
（3）生物活性炭滤池
作用
在臭氧活性炭工艺中，生物活性炭滤池的主要作用是过滤以 及去除水中未被去除的有机物。
臭氧与有机物的反应途径:有机物-醛-有机酸,然后分解成稳定物质。 其中酸类对人体无大危害,醛类对人体危害较大,醛类的代表物是甲醛。 它被证明是致癌和遗传毒性、变异原性物质,摄入生物体会产生肺癌 等。 《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中规定，采用臭氧处理时， 出水甲醛含量需小于0.9mg/L。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛的产生过程 臭氧在水中发生的反应可以归纳为直接反应和间接反应。 臭氧氧化有机物的机理大致包括三类： 夺取氢原子，并使链烃羰基话，生成 醛 、酮、醇或酸，芳香化合 物被氧化物酚，再氧化为酸。 打开双键，发生加成反应：
氧原子进入芳香环，发生取代反应。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧氧化阶段产生的消毒副产物： 无机消毒副产物：以溴酸盐为代表； 有机消毒副产物：以甲醛为代表。
生物活性炭滤池出水的生物稳定性：
滤池出水颗粒物以及微生物的泄露； 未被灭活的微生物附着在颗粒物上进 入管网，形成二次污染。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 （1）有机消毒副产物：甲醛
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2.各工艺单元主要作用
（1）预臭氧接触
去除臭和味、色度、铁、锰以 及重金 属和藻类（微囊藻毒素LR）； 使水中胶体微粒脱稳，改善絮 凝效果，减少混凝剂的投加量； 去除THMs等三致物质的母体物， 减少水中三致物质的含量； 将大分子有机物氧化为小分子 有机物，氧化无机物质如碳化物、 硝化物。
提高对高锰酸盐指数、氨氮以及锰等的去除率。 改善出厂水的色度、嗅味和致突变性等多项水质指标，全面提高水质。
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1、工艺介绍
工艺流程
原水
预臭氧
混凝
沉淀
主臭氧接触
管网
出水
消毒
沙滤
生物活性炭滤池
臭氧-生物活性炭工艺是在常规水处理工艺（混凝 -沉淀-过滤-消毒）的基础上增加臭氧预氧化、臭 氧接触和生物活性炭过滤的一种深度处理工艺。
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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。
水中丙烯酸和苯胺的存在 对 BrO3-的产生有抑制作用， 而酒石酸的存在对 BrO3-的产 生却有促进的作用。这可能与 有机物改变了水中·OH 的浓度 有关，也可能与 HOBr/OBr-与