活性炭

臭氧生物活性炭深度处理技术

简介
饮用水过程中预处理和深度处理通常是分别在饮用水常规处理工艺之前和以后，采用适当地处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，以提高和保证饮用水质。臭氧活性炭技术是目前饮用水处理中最为有效和经济的处理工艺之一，臭氧是一种强氧化剂，它对水体中病毒的灭活十分有效，将其作为饮用水预处理技术，可氧化部分溶解性有机物和有效改善常规处理混凝效果。臭氧生物活性炭采取先臭氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，这样可以扬长避短，充分发挥活性炭吸附和臭氧氧化各自所长，克服各自所短。通过该工艺，臭氧能使难氧化降解的高分子有机物被氧化成易生物降解的低分子有机物，这不仅为炭柱降解有机物创造了条件，也减轻了活性炭的吸附负荷。同时，臭氧氧化使水中有充足的溶解氧，反过来又为好氧微生物的生命活动提供了良好的条件。其中，生物活性炭是利用微生物去吸收利用被活性炭吸附的污染物，客观上起到了使活性炭再生的作用。通过长期中试和生产性试验证实：对于微污染黄浦江原水，经处理后水质达到了《城市供水水质标准》（CJ/T 206-2005）要求和即将颁布的《生活饮用水卫生标准》要求。试验结果处理后主要水质指标氨氮≤0.5mg/L，CODMn≤3.0mg/L，能将Ames致突变试验阳性的原水转变为Ames致突变试验阴性的出厂水。
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臭氧生物活性炭
臭氧生物活性炭技术是在欧洲饮用水处理的实践中产生的。在20世纪70年代德国慕尼黑市的Dohne水厂，在以预臭氧代替了原来的预氯化后，在活性炭滤床中出现了明显的生物活性，从而发展成为臭氧生物活性炭深度处理工艺。在原有水厂普遍采用的预氯化处理的条件下，水中所含有的氯使微生物无法在活性炭床中大量生长。改为预臭氧后，臭氧氧化出水中有机物的可生物降解性大为提高，水中剩余臭氧可以被活性炭迅速分解，加之臭氧氧化出水中的溶解氧浓度较高（因臭氧化气体的曝气作用），使得臭氧后设置的活性炭床中生长了大量的细菌，生物分解水中可生物降解的有机物，由原有单纯进行吸附的活性炭床演变成为同时具有明显生物活性的活性炭床，因此这种活性炭技术被称之为生物活性炭。
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生物活性炭
当采用臭氧预氧化一部分有机污染物，同时对活性炭滤池供应剩余的臭氧和空气，使活性炭颗粒表面上吸附可生物降解的有机物而形成生物膜。这种生物膜通过氧化降解和生物吸附作用，能显著地提高活性炭除污染能力和延长活性炭使用周期，称为生物活性炭。生物活性炭比单独采用活性炭吸附具有以下优点：
①提高出水水质，可以增加水中治解件有机物的去除率；
②可使活性炭的再生周期延长2～9倍，降低运行费用；
③水中氨氮对以被生物转化为硝酸盐，减少了后氯化的投氟量，降低了三卤甲烷的生成.
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生物活性炭降解吸附

　　活性炭主要特征是比表面积大和孔隙构造。每1g炭的表面积可达1000平方米，其中绝大部分是颗粒内部的微小孔隙表面，因吸附作用是水中溶解杂质在炭粒表面上的浓缩过程，所以炭的比表面积是影响吸附性能的重要因素。由于活性炭的巨大表面积，因而显示良好的吸附性能。
　　大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代烃等能牢固地吸附在活性炭表面上或孔隙中，并对腐植质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果。实践证明，活性炭可降低总有机碳TOC，总有机卤化物TOX，和总三卤甲烷TTHM等指标。