臭氧生物活性炭技术11

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简介
臭氧—生物活性炭技术（ozone-biological activated carbon process）是结合臭氧氧化与生物活性炭技术，以臭 氧氧化和颗粒活性炭吸附及生物活性炭生物降解为主的净水工 艺。 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。 臭氧氧化一生物活性炭联用技术是在70年代传人我国,并从80年 代开始应用该项技术。
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。
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 生长的微生物主要在活性炭的外表面及大孔内。 通过控制适当基质浓度，定期反冲洗，控制生物量，保证活性 炭的吸附能力
饮用水深度处理应用效果
处理效果
ａ.对ＮＨ3-Ｎ的去除效果很好,其中2002年出厂水ＮＨ3-Ｎ≤0.5ｍｇ/ Ｌ的合格率为100%,2003年的合格率为97.1% 对ＣＯＤＭｎ的去除效果优于采用常规处理工艺的水厂。2002年出 厂水ＣＯＤＭｎ≤3.0ｍｇ/Ｌ的合格率为90%,2003年的合格率为83% 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。（常规处理出水在10μｇ/Ｌ以上）
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。
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 准,作为厂区绿地用水,目前正在做用于工业冷却水的补充水的 试验
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其他应用——工业废水深度处理
印染废水 采用生物接触氧化+GBAC(颗粒生物活性炭)工艺,处理效果稳 定,出水可满足工业废水排放要求,而且还可以作为工业用水回 用。 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。
其他应用——生活污水深度处理
Байду номын сангаас
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 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
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。
作用原理——生物活性炭技术
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
饮用水深度处理应用效果
上海市某水厂生物活性炭技术应用分析
水源：黄浦江上游水 采用工艺：预臭氧——常规水处理——臭氧生物活性炭工艺 主要运行参数： 预臭氧投加量：1.0~2.5ｍｇ/Ｌ,接触时间为4ｍin 后臭氧投加量:1.0~2.5ｍｇ/Ｌ,接触时间为10ｍin; 活性炭滤池: 快滤池形式,滤速为6.8ｍ/ｈ,活性炭厚度为1.8ｍ,空床停留时间为 15ｍｉｎ,采用气反冲洗,气冲强度为55m³ /(㎡· ｈ),水冲强度为25 ｍ3/(ｍ2· ｈ)。反冲洗周期为1次/周。
优缺点
优点： 对氨氮和总有机碳去除率高。氨氮以生物转化的方式去除，取 代了折点加氯除氨氮。微生物降解可生化的有机物，活性炭能 吸附难生物降解有机物。 臭氧可以提高生物活性炭的吸附容量，延长活性炭的使用寿命。 可以有效去除浊度、色度、嗅度和改善水质口感。
缺点； 臭氧活性炭技术对水质的提高有一定限度。如冬季对氨氮的去 除率降低;当原水的ＣＯＤＭｎ浓度过高时,出厂水中ＣＯＤＭ ｎ仍会超过3ｍｇ/Ｌ的标准值。 滤池中会有青苔水草及锥形螺繁殖等,需严格控制生物繁殖和流 出。 臭氧氧化产生溴酸盐和甲醛等消毒副产物。
镜检发现组合工艺中砂滤池滤料表面和炭滤料表面长有生物膜， 而传统工艺的砂滤池滤料上几看不到生物膜。 原因：可能由于O3分解起到的充氧作用使各流程DO大大提高， 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
工艺应用条件与设计参数
应用条件：
进水水质——生物活性炭的处理对象,应是低浓度(一般进水 COD<100 mg/L,BOD<30 mg/L)、可被吸附和可被生物降解的有机 废水或微污染水源 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,饱和炭进行就地再生或 是外运委托再生,否则将影响出水水质。
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
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。
臭氧生物活性炭技术简介
优越性；
随着饮用水源污染日益严重，生活饮用水水质标准提高，对水 处理有更高的要求。
常规水处理对有机污染物的去除能力有限，而氯消毒和折点加 氯又有氯代消毒副产物的问题。
臭氧活性炭深度处理工艺能较好地去除水中的有机污染物和氨 氮，减少消毒副产物的产生，改善饮用水的口感。
饮用水深度处理应用效果
臭氧生物活性炭深度处理工艺与常规处理工艺效果比较
实验条件：
原水；高有机物浓度，高氨氮的黄浦江水
臭氧生物活性炭组合工艺：
原水——预臭氧化——高密度澄清池——砂滤——后臭氧——生物活性 炭 传统工艺： 原水——预氯化——折板絮凝——平流沉淀——砂滤
饮用水深度处理应用效果
经20d滤池挂膜完成后，对2种工艺运行情况进行对比 滤池挂膜情况比较
作用原理——臭氧预氧化
臭氧预氧化大分子的有机物，产生分子量小，极性强的小分子 有机物。 这些小分子有机物一般具有更好的可生化性，而不被活性炭吸 附。 有利于活性炭生物降解，同时降低活性炭吸附的负荷，延长活 性炭的使用寿命。
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。