臭氧—生物活性炭O3—BAC.doc

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。尤其是进入20世纪70年代，臭氧氧化技术得到迅速发展，已成为水处理的重要手段之一。 ???活性炭具有发达的微孔结构和巨大的比表面积，具有很强的吸附能力。在净水过程中能有效地去除水中有机物、无机物、合成洗涤剂和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，增加水中溶解氧（DO）的浓度。 活性炭孔隙多、比表面积大，在迅速吸附水中溶解性有机物的同时，也能富集水中的微生物。活性炭对水中有机物的吸附和微生物的氧化分解作用是相继发生的，微生物的氧化分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，两着相互促进，形成相对稳定状态，得到稳定的处理效果，从而大大延长了活性炭的再生周期。O3—BAC工艺中，BAC处于饱和状态时，DOC和THMFP的去除率仍可保持在36%和57%。 活性炭附着的硝化菌还可以转化水中的氨氮化合物，降低水中的氨氮和亚硝酸盐氮的浓度。同时微生物在活性炭上的活性强于其它载体。活性炭加强了微生物的活性，生物活性炭通过有效地去除水中有机物、氨氮化合物和嗅味，从而提高了饮用水的化学、微生物安全性，是自来水深度净化的一个重要途径。 因此，从20世纪60年代末开始，欧美发达国家在饮用水处理中普遍地采用活性炭，以进一步去除水中的有机污染。此时活性炭处理前多采用预氯化。一般活性炭对溶解有机物吸附的有效范围为：分子量400以下的低分子量溶解性有机物；极性高的低分子化合物及腐殖质等高分子化合物难于吸附，支链化合物比直链化合物易于吸附。 二、???臭氧—生物活性炭水处理效果的影响因素。 随着给水水源水体污染的加重，在水处理领域引进臭氧—生物活性炭深度处理技术目的的主要是去除水中有机物、氨氮以及亚硝酸盐氮。很显然影响臭氧—生物活性炭水处理效果的因素应该包括三个方面：一是原水水质。二是氧化的吸附与传质。三是活性炭滤池的滤料本身及其生产运行参数影响。 1、????????原水水质的影响。 原水水质对臭氧—生物活性炭技术有影响的方面，主要有水中有机物的组成和特性、水温以及及pH值。 ①?水中有机物的组成和特性。 水中有机物的形态各异，性质也不尽相同。其可降解性存在较大差异，但从分子量上看又具有一定的规律，水中可生物降解的溶解性有机物（BDOC）几乎全部来自分子量1000道尔顿以下的有机物。研究表明：在净水工艺流程中，不同的单元工艺有其特定的有机物去除对象。传统处理对分子量大于10000道尔顿的有机物（以TOC计）可全部去除，对分子量在10000以下的有机物去除率仅30%左右；活性炭吸附对分子量小于3000，尤其是对分子量500～1000的有机物有较好的去除性；生物处理对分子量小于1000，尤其是对分子量小于500的有机物有更好的去除效果。