生物活性炭滤池的工艺参数试验研究

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究
生物活性炭滤池的工艺参数试验研究

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究

前言

随着水源污染的日益严重,为了克服常规处理工艺的不足,满足不断提高的饮用水水质标准,对常规处理工艺出水再进行深度净化将成为自来水厂的选择之一。生物活性炭技术能有效去除水中有机物(尤其是可生物降解部分)和嗅味等,从而提高饮用水化学和微生物安全性,目前它已作为自来水深度净化的一个重要途径而被水工业界重视[1,2]。该技术要点是:以粒状活性炭为载体富集水中的微生物而形成生物膜,通过生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物,同时生物膜能通过降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭,从而大大延长活性炭的使用周期。生物活性炭滤池的工艺参数直接影响其处理效果和成本,并且合适的参数值还和滤池边水水质有一定关联,在大规模应用前进行针对性的研究很有必要。

1.试验研究方法

l.1 试验工艺流程及装置

本次试验为中试规模,试验工艺流程为预臭氧化十混凝、沉淀、过滤+臭氧--生物活性炭,试验装置(图1)设于深圳大涌水厂内,包括常规处理、臭氧化和活性炭滤池处理系统。

活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm,高度为4.92m,内部均分两格,采用小阻力配水系统。装填ZJ-15型柱状活性炭(山西新华化工厂产品),该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g,堆积密度460g/L。活性炭在使用之前,先用未加氯的砂滤出水浸泡1周,再用未加氯的砂滤出水反洗清洁,然后装池。生物活性炭滤池采用下向流型式,进水溶解氧含量一般在7.50mg/L左右,能充分保证生物降解对溶解氧的需求。滤池采用两段式气水反冲洗,即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲,反冲洗周期为7天。

臭氧采用Ozonia公司的CFS-1A型臭氧发生器现场制备,以空气为气源、以自来水为冷却介质。预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为4.5min和1.5mg/L左右,水在塔内流速40m/h左右。主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右。

1.2 试验设计

在参考现有文献的基础上,本研究首先采用2.0m和2.5m炭床高度,分别进行空床接触时间10、12min 的对比试验。然后选定炭床高度,分别进行空床接触时间7.5、10、12、15、20min的对比试验。

1.3 试验方法

试验期间水温较高(26-31℃,平均29℃),生物活性炭滤池采用自然挂膜,生物膜成熟时间约为15天。进行上述各组条件的试验时间均为7天,其中2天为过渡适应期,5天为稳态试验期。试验期间生物活性炭滤池进水水质如表1所示:

注:表1中实测期间色度<5的次数约占1/3

2. 试验结果与分析

2.1 炭床高度

当生物活性炭滤池空床接触时间分别为12min和10min时,2.0m和2.5m炭床高度的BAC池进出水浊度、CODMn的历时变化情况见图2--3,图中5/23——6/2、6/2——6/9分别对应12min和10min的试验结果。

由图2——3:虽然二池出水浊度、CODMn的历时变化有所差异,但平均而言差异并不明显。当空床接触时间为12min时,在2.0m和2.5m池进水浊度、CODMn均值分别同为0.327NTU、1.498mg/L的条件下,二池出水浊度、CODMn均值分别为0.293NTUT 0.309NTU、0.995mg/L和1.01mg/L。当空床接触时间为10min 时,在2.0m和2.5m池进水浊度、CODMn均值分别同为0.368NTU、1.596mg/L的条件下,二池出水浊度、CODMn均值分别为0.314和0.314TNU、1.304和1.402mg/L。由此可认为在本试验条件下,如果空床接触时间、进水水质等其它件相同,炭床高度对BAC池出水浊度、CODMn影响较小。虽然图2--3也反映出BAC池出水浊度和CODMn有稍高于进水相应值的情形,但其中的主要原因可能在于进水水质的波动及生物膜脱落及微生物代谢产物,此外低浊度分析也是值得进一步研究的问题。

实验结果(表2)还表明,在空床接触时间等其它试验条件相同时,炭床高度对BAC池出水色度、PH 值的影响不大;但对嗅阈值却有一定影响,在空床接触时间同为10min时,炭床高度2.5m池的出水嗅阈值超过深水集团管道直饮水水质标准(Q/ZLS001-1998)3的上限标准,这表明较高的滤速不利于除臭。

注:表2中嗅阈值、PH值栏数值为均值。

综合12min和10min的试验结果,可以看出,在空床接触时间、进水水质等主要试验条件相同的前提下,炭床高度对BAC池的净水效果总体相同;但较大的炭床高度不利于嗅阈值的控制。事实上的BAC池去除污染物主要靠生物吸附降解和物化吸附,而这些过程都需要一定的时间,在进水水质和污染物与生物颗粒接触时间相同时,污染物的降解程度理应相同。当然生物活性炭颗粒的机械截留也有一定作用,较大炭床高度的BAC池的出水水质略差,其原因可能就在于较大滤速不利于机械截留作用的发挥。此外,炭床高度的增大还将会对BAC池的反冲洗提出更高的要求,有基于此,建议生产中BAC池的适宜炭床高度可取2.0m。

2.2 空床接触时间

·空床接触时间与出水浊度

当BAC池的空床接触时间在7.5-2.0min之间变化时,BAC池进出水浊度变化情况如表3所示。观察表3中

的试验数据,不难发现BAC池的出水浊度比较稳定,平均在0.22NTU以下;此均值和BAC池的进水浊度均值(0.25NTU以下)较为接近,也限BAC池能稍微降低水的浊度,但空床接触时间对浊度的去除没有明显影响。由此可见,BAC池的订功效不在于除浊。

·空床接触时间与出水CODMn

当BAC池的空床接触时间在7.5--20min之间变化时,BAC池进出水CODMn变化情况不及浊度值稳定(表4)。由表4可见,在空床接触时间相同、进水水质相近的情况下,增大BAC池的空床接触时间,BAC池对CODMn的去除效果随之改善,表现为CODMn平均去除率的提高。在生物膜工艺中,延长空床接触时间意味着延长基质和生物膜的接触时间,有利于基质的生物降解;从生物膜降解机理上来看,接触时间缩短意味着进入BAC池的基质量增加,导致生物膜在单位时间内接触的基质增加,而进水水质一定使得生物膜对基质的降解速率相对稳定,最终导致出水CODMn浓度增加,处理效果下降。此外,接触时间的延长也有利于污染物的物化吸附去除。

从表4还可以看出,BAC池空床接触时间的增加幅度影响BAC池对CODMn去除率的提高程度,空床接触时间的增幅大对CODMn去除效果的改善程度较为明显反之收效一般,但接触时间增大到一定程度时,CODMn去除率的提高有限,这主要是由于进水中可生物降解及吸附的物质所占的比例一定。此外,对比接触时间15min和20min的CODMn平均去除率,发现前者稍高于后者,笔者认为主要原因可能在于BAC池运行前的成熟条件不同。进行接触时间20min的试验前,采用的气冲强度较大(14L/m2.S),生物膜脱落明显,又限于当时条件、只经12h即取样化验;而进行其余接触时间的试验之前,采用的气冲强度小于

14L/m2.s,生物膜脱落程度较轻,且经48h成熟期后再取样化验。这说明BAC池的反冲洗及其充分成熟对保证其成功运行极为重要,在实际生产中需对气水联合反冲洗后的初始处理水量作必要的小幅减小。

·空床接触时间与出水含藻量

深度处理作为改善饮用水水质的有效途径,除藻也是其重要任务之一,尤其是对于原水取自富营养化水源的自来水厂。本研究以含藻量作为优选BAC池空床接触时间的另一重要分析指标,臭氧——生物活性炭作为一个整体,因臭氧化条件固定,故不影响对试验结果的分析。

BAC池进出水含藻量的检测结果(表5)表明,在进水含藻量为10万个体数/L左右、BAC池空床接触时间从75min增加到15min时,BAC池出水含藻量从8.5万个体数/L逐渐降低到2.43万个体数/L,对应除藻率从23%逐渐增加到73.5%,但增加程度逐渐降低。试验期间,发现活性炭表面并未完全长有生物膜,因此生物处理和活性炭处理是生物活性炭的两大除藻途径。生物除藻的可能机理有以下几种:生物膜的吸附、附着,生物载体之间的生物絮凝和机械截留,微生物的氧化分解,原、后生动物的捕食等。最近的研究又表明,在短短(0--10nm)范围内,细菌等微生物的疏水性产生的微观疏水引力远远大范德华引力,藻类向炭粒的迁移和粘附将是影响生物活性炭除藻的一个重要环节。在一定范围内延长BAC池空床接触时间,将会增加藻类和生物活性炭的接触机会,利于藻类寻求合适的附着点,促使上述各机理作用的发挥,从而加强该系统对藻类的去除效果;而接触时间15min和20min的除污染效果对比(表4和表5)又表明此结论须以BAC池充分成熟为前提条件。另一方面,过高地延长BAC池接触时间,会降低BAC池的水力负荷,明显增加包括活性炭在内的基建投资,不足为取。结合中试结果,建议生产上用于除藻的空床接触时间不宜高于15min。

.空床接触时间与其它出水水质参数

在7.5——20min的范围内变化BAC池空床接触时间的试验结果表明,BAC池出水的嗅阈值、色度、PH 值相对变化不大,也即空床接触时间对嗅阈值、色度、PH值的影响相对微小。一般BAC池出水的臭阈值在2--3甚至更小,色度在5或5以下,BAC池出水的PH值在7.60左右。

综合炭床高度和空床接触时间的试验结果,可以看出空床接触时间是影响BAC池净水效果的决定性因素,这和大多数研究成果一致,但具体数值取决于BAC池进水水质情况和出水水质要求。基于目前深圳水源泉水低浊高藻、有机物和氮磷含量较高的水质特征,结合不同空床接触时间的试验结果,若BAC池出水水质以CODMn达到深水集团管道直饮水水质标准(Q/ZLS001--1998)1mg/L的上限标准,BAC池的空床接触时间以12-15min为宜,原水水质差时取相应高值。

3 结语

(1)在本试验条件下,生物活性炭滤池的空床接触时间是影响其净水效果的决定性因素,且主要影响有机物和藻类的去除;炭床高度和运行滤速的影响相对较小。

(2)生物活性炭滤池的具体空床接触时间取决于原水水质情况和出水水质要求,针对目前深圳的水源条件,若出水水质以CODMn达到深水集团管道直饮水水质标准(Q/ZLS001--1998)1mg/L的上限标准,建议生物活性炭池的适宜炭床高度为2.0m,适宜的空床接触时间为12-15min,原水水质较差时取此范围内的较高值。

活性炭的选型、投入与活性炭滤池的运行维护

活性炭的选型、投入与活性炭滤池的运行维护 张捷,徐子松 (桐乡市水务集团有限公司,桐乡314500) 摘要。本文重点介绍了桐乡市自来水公司果园桥水厂活性炭的选型、投入以及活性炭滤池的运行维护情况。通过对活性炭滤池不同规格活性炭运行情况进行系统的跟踪分析,摸索活性炭滤池的运行维护管理经验,旨在优化活性炭滤池的运行,为今后的设计和运行管理提供借鉴。 关键词t活性炭:活性炭滤池:运行维护 O.前言 近年来,作为桐乡市果园桥水厂供水水源的大运河支流康泾塘受到有机污染的程度越来越严重(见表一)。在人们对生活质量的需求不断提升的前提下,对饮用水质量的要求也越来越高。针对日益恶化的源水水质,采用预处理及深度处理工艺成为提高供水水质的必要手段,也是今后国内水处理发展的趋势。深度处理中的臭氧活性炭工艺是目前处理微污染源水最有效的手段之一,在国内外研究应用已有70多年历史。活性炭过滤是深度处理工艺的最后阶段,更是必不可少的环节。对活性炭滤池科学的运行维护能够有效的提高供水水质、节省制水成本、延长活性炭的使用周期。果园桥水厂对此有多年的实践,有必要作一次全面的总结。 1.工艺概况 臭氧活性炭深度处理工艺利用臭氧的强氧化性改变大分子有机物的性质和结构、利用活性炭的吸附性能以及附着在活性炭表面上的生物膜的生物降解作用去除水中有机物,达到净化水

质的目的。 臭氧的氧化能力极强,仅次于氟,在活性炭过滤前投加臭氧可以杀死细菌、去除病毒、氧化水中有机物、提高水中有机物的可生化性,增强活性炭吸附的生物作用,有利于活性炭对有机物的去除,还可以延长活性炭的再生周期。 活性炭对分子量在1500以下的环状化合物、不饱和化合物以及分子量在数千以上的直链化合物(糖类)有较强的吸附能力,对去除腐殖酸、异臭、色度、农药、烃类有机物、有机氯化物、洗涤剂等有很好的效果,特别是对致突变物质及氯化致突变物前驱物的良好吸附,进一步降低了出水的致突变活性。 许多实验研究证明,为了抑制饮用水中大肠杆菌的生长,需要达到AOC<50 ug/L,TOC<2mg/L,活性炭表面附着的生物膜具有生物降解作用,在常规处理之后进行生物处理对致突物有一定的去除效果,使出水达到更好的生物稳定性,管网水也获得了更长的保质期。 果园桥水厂的水质“革命”作为一个技改项目在市人大会议上提出,并列为桐乡市2003年为民办实事的十件大事之一。采用生物接触氧化预处理+常规处理+臭氧活性炭深度处理为全过程的水处理新工艺,一期工程设计规模为8万m3/d,在原有常规处理工艺的基础上新增预处理及深度处理工艺,2002年7月开工,2003年5月竣工投产;二期工程设计规模为7万m3/d,为一套完整的预处理+常规处理+深度处理工艺,2003年8月开工,2004年7月竣工投产。两期工程全部竣工并投入运行后,果园桥水厂的水处理工艺从原来的单一常规处理迅速跃升至国内先进水平。 臭氧投加点在活性炭过滤之前,根据实际水质情况投加量为l~3mg/L,臭氧接触时间为15min。活性炭滤池分为10格,一期7格为1.5mm柱状炭,3格为8X30目破碎炭,二期10格全部为12X40目破碎炭,利用原有反冲洗水塔中的砂滤池出水对炭层进行反冲洗,通

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究

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生物活性炭滤池的反冲洗方式研究 在臭氧—生物活性炭深度处理技术应用中,生物活性炭(BAC)滤池的反冲洗问题非常棘手又亟需解决。随着BAC滤池运行时间的延长,炭粒表面和滤床中积累的生物和非生物颗粒量不断增加,导致炭粒间隙减小,影响滤池的出水水质和产水量[1]。反冲洗方式与相关参数直接影响BAC滤池的运行效果和成本。有研究表明[2],采用单独水冲的滤池出水中生物可同化有机碳(AOC)和细菌量高于采用气水联合反冲的滤池,而充分去除过量的生物膜是保证滤池成功运行的重要前提。国外对生物滤池反冲过程中的颗粒脱附机理进行了研究[3],但关于其程序及相关参数选取的报道较少,而这又恰是指导生产所必须解决的重要问题。国内对此方面的研究起步较晚,个别采用生物活性炭技术的水厂只能直接参照国外经验,如昆明、北京水司均采用单独水冲(滤层膨胀率为25%)。 1 试验方法 1.1 工艺流程及装置 中试的工艺流程为预臭氧化→混凝、沉淀、过滤→臭氧—生物活性炭,试验装置包括常规处理、臭氧化和BAC滤池处理系统。 BAC滤池横断面尺寸为500 mm×500 mm,高度为4.92 m,内部均分为两格,采用小阻力配水系统。池内装填ZJ-15型柱状活性炭,其碘值和亚甲蓝吸附值分别为961、187 mg/ g。运行之前采用未加氯的砂滤出水先浸泡活性炭1周,再反洗清洁。

试验期间,臭氧化与常规处理工艺参数基本恒定。预臭氧化的接触时间和投量分别为4.5min和1.5 mg/L左右;主臭氧化的接触时间和投量分别为16 min和2.0mg/L左右。常规处理水量为3~3.5m3/h,混合时间为6~6.5s,反应时间为23.2~19.9 min,沉淀池清水区上升流速为1.39~1.62 mm/s、斜管内上升流速为1.60~1.87mm/s,滤池滤速为6.49~7. 57 m/h。混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为2.5、6 mg/L左右。 1.2 反冲方式 第一阶段单独水反冲试验的炭床高度分别为2.0、2.5 m,冲洗强度分别为12、14、18L/(m2·s),冲洗历时约为10 min。第二阶段气水联合反冲洗试验的炭床高度为2.0 m,气冲强度分别为8、11、14L/(m2·s),气冲历时分别为3、5min;水冲强度分别为6、8、10、1 2、14L/(m2·s),水冲历时约为10 min。 试验期间BAC滤池进水水温较高(平均为29 ℃),采用自然挂膜(生物膜成熟时间约为15d),其反冲洗周期一般为7d。 2 结果与分析 水中生物颗粒的相对含量以浊度表示,其微生物最低检测浓度为3.7×105个/mL[4]。BAC滤池反冲废水中微生物浓度(个/mL)的数量级一般不低于105[2、3],故以反冲废水的浊度作为一项主要检测指标。 2.1 水反冲 ①冲洗强度

【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。通常,以去除嗅味为主时,接触时间一般为8 ~10 min; 以去除CODMn为主时,接触时间一般为12~15 min。 研究结果表明,砂垫层对浊度有去除效果,但是去除率不高,当砂垫层进水浊度为0. 10 NTU时,浊度的平均去除率为6. 5%;石英砂垫层对高锰酸盐指数和氨氮基本没有去除作用。然而

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究 前言 随着水源污染的日益严重,为了克服常规处理工艺的不足,满足不断提高的饮用水水质标准,对常规处理工艺出水再进行深度净化将成为自来水厂的选择之一。生物活性炭技术能有效去除水中有机物(尤其是可生物降解部分)和嗅味等,从而提高饮用水化学和微生物安全性,目前它已作为自来水深度净化的一个重要途径而被水工业界重视[1,2]。该技术要点是:以粒状活性炭为载体富集水中的微生物而形成生物膜,通过生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物,同时生物膜能通过降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭,从而大大延长活性炭的使用周期。生物活性炭滤池的工艺参数直接影响其处理效果和成本,并且合适的参数值还和滤池边水水质有一定关联,在大规模应用前进行针对性的研究很有必要。 1.试验研究方法 l.1 试验工艺流程及装置 本次试验为中试规模,试验工艺流程为预臭氧化十混凝、沉淀、过滤+臭氧--生物活性炭,试验装置(图1)设于深圳大涌水厂内,包括常规处理、臭氧化和活性炭滤池处理系统。 活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm,高度为4.92m,内部均分两格,采用小阻力配水系统。装填ZJ-15型柱状活性炭(山西新华化工厂产品),该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g,堆积密度460g/L。活性炭在使用之前,先用未加氯的砂滤出水浸泡1周,再用未加氯的砂滤出水反洗清洁,然后装池。生物活性炭滤池采用下向流型式,进水溶解氧含量一般在7.50mg/L左右,能充分保证生物降解对溶解氧的需求。滤池采用两段式气水反冲洗,即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲,反冲洗周期为7天。 臭氧采用Ozonia公司的CFS-1A型臭氧发生器现场制备,以空气为气源、以自来水为冷却介质。预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为4.5min和1.5mg/L左右,水在塔内流速40m/h左右。主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右。

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究-最新范文

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究 摘要:反冲洗是保证生物活性炭滤池成功运行的一个重要环节。对不同反冲洗方式的效果进行了比较,根据反冲洗废水浊度变化及对滤池出水水质的影响,确立了合理的反冲洗方式,并给出相关的反冲洗强度和反冲洗历时参数,以期为生物活性炭滤池的设计和运行提供参考。 在臭氧—生物活性炭深度处理技术应用中,生物活性炭(BAC)滤池的反冲洗问题非常棘手又亟需解决。随着BAC滤池运行时间的延长,炭粒表面和滤床中积累的生物和非生物颗粒量不断增加,导致炭粒间隙减小,影响滤池的出水水质和产水量[1]。反冲洗方式与相关参数直接影响BAC滤池的运行效果和成本。有研究表明[2],采用单独水冲的滤池出水中生物可同化有机碳(AOC)和细菌量高于采用气水联合反冲的滤池,而充分去除过量的生物膜是保证滤池成功运行的重要前提。国外对生物滤池反冲过程中的颗粒脱附机理进行了研究[3],但关于其程序及相关参数选取的报道较少,而这又恰是指导生产所必须解决的重要问题。国内对此方面的研究起步较晚,个别采用生物活性炭技术的水厂只能直接参照国外经验,如昆明、北京水司均采用单独水冲(滤层膨胀率为25%)。 1试验方法 1.1工艺流程及装置 中试的工艺流程为预臭氧化→混凝、沉淀、过滤→臭氧—生物活

性炭,试验装置包括常规处理、臭氧化和BAC滤池处理系统。 BAC滤池横断面尺寸为500mm×500mm,高度为4.92m,内部均分为两格,采用小阻力配水系统。池内装填ZJ-15型柱状活性炭,其碘值和亚甲蓝吸附值分别为961、187mg/g。运行之前采用未加氯的砂滤出水先浸泡活性炭1周,再反洗清洁。 试验期间,臭氧化与常规处理工艺参数基本恒定。xxxxg/L左右;主臭氧化的接触时间和投量分别为16min和2.0mg/L左右。常规处理水量为3~3.5m3/h,混合时间为6~6.5s,反应时间为23.2~19.9min,沉淀池清水区上升流速为 1.39~1.62mm/s、斜管内上升流速为1.60~1.87mm/s,滤池滤速为6.49~7.57m/h。混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为2.5、6mg/L左右。 1.2反冲方式 第一阶段单独水反冲试验的炭床高度分别为2.0、2.5m,冲洗强度分别为12、14、18L/(m2·s),冲洗历时约为10min。第二阶段气水联合反冲洗试验的炭床高度为 2.0m,气冲强度分别为8、11、14L/(m2·s),气冲历时分别为3、5min;水冲强度分别为6、8、10、12、14L/(m2·s),水冲历时约为10min。 试验期间BAC滤池进水水温较高(平均为29℃),采用自然挂膜(生物膜成熟时间约为15d),其反冲洗周期一般为7d。 2结果与分析 水中生物颗粒的相对含量以浊度表示,其微生物最低检测浓度为3.7×105个/mL[4]。BAC滤池反冲废水中微生物浓度(个/mL)的数量

生物活性炭滤池反冲洗技术的优化

生物活性炭滤池反冲洗技术的优化 张朝晖1 , 吕锡武1 , 乐林生2 , 鲍士荣2 , 陈妍清 1 (1.东南大学环境工程系,江苏南京210096;2.上海市自来水市北有限公司,上海 200082) 摘 要: 反冲洗是生物活性炭滤池运行中的一个关键步骤,合理优化反冲洗过程有助于改善其整体运行性能。为此,采用反冲洗废水的浊度、滤池运行中的水头损失变化、对有机物的去除效 果以及出水细菌数等指标,比较分析了4种不同的反冲洗方式对生物活性炭滤池运行效果的影响,最终认为气水联合反冲洗更适合于生物活性炭滤池。 关键词: 生物活性炭滤池; 反冲洗; 优化 中图分类号:TU991.2 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2005)04-0051-03 Opti m ization of Back w ashi ng T echnology for B iol ogical A ctivated Carbon F ilter Z HANG Zhao -hui 1 , LV X -i w u 1 , LE L i n -sheng 2 , BAO Sh-i rong 2 , CHEN Y an -q i n g 1 (1.D ep t .of Environm ental Eng i n eering,Sou t h east Un iversit y ,N anjing 210096,China;2. Shangha iWater w orks Sh ibei Co .L t d .,Shanghai 200082,China ) Abst ract : Backw ash i n g process is a critica l step i n t h e operation o f b i o log ica l activated carbon (BAC )filter .Opti m izati o n of backw ashing process is favorab le to the i m pr ove m ent of operati o n perfor m -ance as a who le .Therefore ,t h e evaluati v e i n dexes such as backw ash i n g w aste w ater tur b i d ity ,variation i n head loss ,re m oval o f organic po ll u tants ,and bacteria count in treated w ater are used to co m pare and an -alyze the effect of four different backw ash i n g m et h ods on the operation of B AC filter .It is be lieved tha t a ir -w ater backw ashing i s m ost suitab le f o r the filter . K ey w ords : b iolog ical acti v ated car bon filter ; backw ash i n g ; opti m ization 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA 601130) 臭氧)生物活性炭工艺是我国试推广的微污染源水深度处理技术之一。但有关生物活性炭滤池反冲洗方面的研究却很少,而合理的反冲洗方式是确保其正常运行的关键,因此深入研究生物活性炭滤池的反冲洗技术具有重要意义。1 试验方法111 试验装置 试验在上海市杨树浦水厂(以黄浦江水为原水)进行,将常规工艺处理出水作为装置的原水。 具体工艺流程见图1 。 图1 试验工艺流程 F i g .1 Schema ti c diagra m of experi m enta l apparatus 常规工艺出水自高位水箱靠重力进入臭氧接触柱(停留时间为15m i n ,臭氧投量为2m g /L ),再经停留柱释放水中残余臭氧后进入生物活性炭柱(空床接触时间为15m i n ,炭层高为1.2m,采用ZJ 第21卷 第4期2005年4月 中国给水排水C H I NA W ATER &W A S T E WATER V o.l 21N o .4 A pr .2005

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究(0002)

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究 论文作者:孙听1 张金松1 葛旭1 朱建国2 李耀宗2 摘要:生物活性炭滤池的工艺参数直接影响其处理效果和成本。本文分析探讨了炭床高度和空床接触时间对生物活性炭滤池净水效果的影响,认为空床接触时间是决定性因素,合理确立了生物活性炭滤池的相关人艺参数。 关键词:生物活性炭滤池空床接触时间炭床高度 前言 随着水源污染的日益严重,为了克服常规处理工艺的不足,满足不断提高的饮用水水质标准,对常规处理工艺出水再进行深度净化将成为自来水厂的选择之一。生物活性炭技术能有效去除水中有机物和嗅味等,从而提高饮用水化学和微生物安全性,目前它已作为自来水深度净化的一个重要途径而被水工业界重视[1,2]。该技术要点是:以粒状活性炭为载体富集水中的微生物而形成生物膜,通过生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物,同时生物膜能通过降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭,从而大大延长活性炭的使用周期。生物活性炭滤池的工艺参数直接影响其处理效果和成本,并且合适的参数值还和滤池边水水质有一定

关联,在大规模应用前进行针对性的研究很有必要。 1.试验研究方法 试验工艺流程及装置 本次试验为中试规模,试验工艺流程为预臭氧化十混凝、沉淀、过滤臭氧--生物活性炭,试验装置设于深圳大涌水厂内,包括常规处理、臭氧化和活性炭滤池处理系统。740)=740" border=undefined> 活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm,高度为,内部均分两格,采用小阻力配水系统。装填ZJ-15型柱状活性炭,该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g,堆积密度460g/L。活性炭在使用之前,先用未加氯的砂滤出水浸泡1周,再用未加氯的砂滤出水反洗清洁,然后装池。生物活性炭滤池采用下向流型式,进水溶解氧含量一般在/L左右,能充分保证生物降解对溶解氧的需求。滤池采用两段式气水反冲洗,即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲,反冲洗周期为7天。 臭氧采用Ozonia公司的CFS-1A型臭氧发生器现场制备,以空气为气源、以自来水为冷却介质。预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为和/L左右,水在塔内流速40m/h 左右。主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为/L和6mg/L左右。 试验设计

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究 在臭氧—生物活性炭深度处理技术应用中,生物活性炭(BAC)滤池的反冲洗问题非常棘手又亟需解决。随着BAC滤池运行时间的延长,炭粒表面和滤床中积累的生物和非生物颗粒量不断增加,导致炭粒间隙减小,影响滤池的出水水质和产水量[1]。反冲洗方式与相关参数直接影响BAC滤池的运行效果和成本。有研究表明[2],采用单独水冲的滤池出水中生物可同化有机碳(AOC)和细菌量高于采用气水联合反冲的滤池,而充分去除过量的生物膜是保证滤池成功运行的重要前提。国外对生物滤池反冲过程中的颗粒脱附机理进行了研究[3],但关于其程序及相关参数选取的报道较少,而这又恰是指导生产所必须解决的重要问题。国内对此方面的研究起步较晚,个别采用生物活性炭技术的水厂只能直接参照国外经验,如昆明、北京水司均采用单独水冲(滤层膨胀率为25%)。 1 试验方法 1.1 工艺流程及装置 中试的工艺流程为预臭氧化→混凝、沉淀、过滤→臭氧—生物活性炭,试验装置包括常规处理、臭氧化和BAC BAC滤池横断面尺寸为500 mm×500 mm,高度为4.92 m,内部均分为两格,采用小阻力配水系统。池内装填ZJ-15型柱状活性炭,其碘值和亚甲蓝吸附值分别为961、187 mg/ g。运行之前采用未加氯的砂滤出水先浸泡活性炭1

试验期间,臭氧化与常规处理工艺参数基本恒定。预臭氧化的接触时间和投量分别为4.5min和1.5 mg/L左右;主臭氧化的接触时间和投量分别为16 min和2.0mg/L左右。常规处理水量为3~3.5m3/h,混合时间为6~6.5s,反应时间为23.2~19.9 min,沉淀池清水区上升流速为1.39~1.62 mm/s、斜管内上升流速为1.60~1.87mm/s,滤池滤速为6.49~7. 57 m/h。混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为2.5、6 mg/L左右。 1.2 反冲方式 第一阶段单独水反冲试验的炭床高度分别为2.0、2.5 m,冲洗强度分别为12、14、18L/(m2·s),冲洗历时约为10 min。第二阶段气水联合反冲洗试验的炭床高度为2.0 m,气冲强度分别为8、11、14L/(m2·s),气冲历时分别为3、5min;水冲强度分别为6、8、10、1 2、14L/(m2·s),水冲历时约为10 min。 试验期间BAC滤池进水水温较高(平均为29 ℃),采用自然挂膜(生物膜成熟时间约为15d),其反冲洗周期一般为7d。 2 结果与分析 水中生物颗粒的相对含量以浊度表示,其微生物最低检测浓度为3.7×105个/mL[4]。BAC滤池反冲废水中微生物浓度(个/mL)的数量级一般不低于105[2、3],故以反冲废水的浊度作为一项主要检测指标。 2.1 水反冲

混凝-臭氧-超滤工艺处理活性炭滤池反冲洗废水

混凝-臭氧-超滤工艺处理活性炭滤池反冲洗废水 随着饮用水安全保障需求的提升,以臭氧-活性炭滤池为代表的深度处理工艺得到普遍应用,这使水厂反冲洗废水量进一步增加。目前国内大多水厂将反冲洗废水直接排放,而对活性炭滤池反冲洗废水进行处理与利用,一方面可以提高水厂对水源水的利用率,另一方面可以降低废水的排放量,从而对环境的保护、水资源的节约以及节水型社会的建设具有重要意义。 近年来,超滤工艺普遍应用于饮用水处理与废水处理中,但膜污染成为其推广应用的瓶颈问题。平板陶瓷膜较有机膜抗污染程度高,而且易清洗,使用寿命长。因此,采用平板陶瓷膜超滤工艺对活性炭滤池反冲洗废水进行处理极具技术可行性。 活性炭滤池反冲洗废水水质特性复杂,想要实现超滤完全净化回用,保证生物和化学安全性以及控制运行过程中的膜污染,必须要组合一定的预处理工艺。董岳等采用混凝-超滤的方法来处理活性炭滤池反冲洗水,李平波等采用混凝-粉末活性炭-超滤工艺对滤池反冲洗水进行处理,W ANGH等采用预氧化减少饮用水再利用过程中的膜污染问题。但少有人采用混凝-臭氧-超滤的方法来处理活性炭滤池反冲洗废水,关注消毒副产物前体物和嗅味物质去除效果的研究也较少。因此,本文采用混凝-臭氧-超滤组合工艺,对苏州某水厂活性炭滤池反冲洗废水进行处理,研究组合工艺对各项指标的净化效能,以期为水厂反冲洗废水的处理提供理论依据与技术支撑。 一、材料与方法 1.1 试验水样 苏州某水厂活性炭滤池共10座,日处理量30万t,反冲洗周期为7d,反冲洗程序为气冲5min、静置3min、水冲6min。其中气冲强度为35~36m3/(m2·h),水冲强度为17~18m3/(m2·h)。将水厂活性炭滤池反冲洗废水作为试验水样。试验水样常规水质参数见表1。由表1可以看出,活性炭滤池反冲洗废水特点为高浊度与高有机物含量并存,且微生物含量也较高。 1.2 试验装置与流程 采用小试试验进行研究,试验装置见图1。

生物活性炭处理

生物活性炭处理 陈卫欣译;姚芳校 校者按:本文为作者通过52篇论文及本人经验写成。文中提出了饮用水使用生物活性炭的意义,其与臭氧组合使用的效果,以及具体实践情况,指出虽采用生物活性炭费用稍下,但处理效果好、水质高、经济意义更大。尤其与臭氧组合使用更有特殊作用。在当前饮用水水质要求越来越高的情况下,生物活性炭的使用,已经受到了给水界瞩目。 1、序言: “生物活性炭”设计方针定义为:利用活性炭的吸附以及活性炭层内微生物有机分解作用,延长活性炭吸附能力的方式。也就是说,它不仅有着活性炭的吸附力,也有着以粒状活性炭为载体,在其上生长的微生物的作用。这种处理方法即称为生物活性炭处理。 在欧洲,特别是以德国为中心,过去就利用这种技术。自从饮用水中出现了三卤甲烷的问题以后,在各国都很快地对此技术引起了注意,并取Biological Activated Carbon的字头,缩写为BAC。 特别是1978年美国环保局发表了暂定第1种饮用水规划修定案,规定了三卤甲烷(THM总)的最大容许浓度为100ug/l,并规定必须安装颗粒活性炭处理装置,因此BAC方法越来越受到公众的观注。可是对于这种规定,反对意见很多,结果它被搁置起来。以此为契机又把引入生物活性炭处理,作为人们积极讨论的话题。 在日本,为了降低三卤甲烷和对付异臭味,或者为了接受1984年在生活环境审议会上所定的“迎接高普及时代,自来水行政今后的方针”等,作为新的自来水的课题,以解决水质问题,准备了引入高度净水处理的资金,并提出了对策。 高度净水处理是指活性炭处理、臭氧处理和生物处理而言。特别指臭氧和活性炭处理的组合,利用充分发挥生物活性炭最大限度效果作用的设施,以极大有效地改善水质。 2、生物活性炭吸咐作用的工序相比,当前考虑由于活性炭表面的生物膜内产生的有机的分解,以及活性炭内部细孔内进行的吸附,或者伴随生物再生吸附的相互作用的结果,延长至其再生之前的生物活性炭作用时间是有可能的。 但是,也有研究人员对这种想法提出疑问。Benedek在法国的莫桑进行小型实验的结果,否定生物再生的论断。Peel Ben-edek,Mellevialle否定了生物活化的说法,得出了生物活性炭比吸附寿命长的原因,是各种物质在吸附速度上存在差异的结论。但是,Speitel Jr. Lu通过室内的柱状实验,研究了生物再生,而得出了如下结论:原水中加入和生物易分解性对硝基苯酚,加上相反的生物难分解性三氯乙烯,对硝基苯酚一开始分解,三氯乙烯吸附作用也开始发生,所以,生物再生是存在的。 新鲜活性炭开始使用不久活性炭产生穿透,在活性炭上的生物发挥活性,变成生物活性炭的时期,根据水温,微生物利用的原水中所含基质的种类、流入水中细菌浓度和种类,以及逆洗的方法和和频率的不同而异。Vander kooij根据的研究为20~30天即可完全成。Speitel Turakhia惠斯通湖的原水,在实验基地研究了生物活性炭公的时期,探讨了生物的再生有无恢复吸附能力的结果,报告了苯酚的生物分解从第30天开始,吸附的苯酚有约50%受到生物分解作用,对于在生物活性炭上生长的生物,有很多研究成果,多数研究者都提出优势种是假单胞菌属。另外观察报告中还有黄杆菌属、芽孢菌属、节杆菌属、气单胞菌属、不动杆菌属等。特别是Beek Bonde一致认同假单胞菌属,认为假单胞菌属产碱菌属是优越种。Rolli nger Dott在室内也进行了在灭菌活性炭上种植菌株的实验,确认了肺炎克雷伯氏菌和链环菌属粪便类在活性炭上不能生存。而埃氏大肠菌、假单胞aerug-inosa,假单胞putide能附着繁殖。Cummins和Nash在宾夕法尼亚洲的Beaver Fall市做实验,报告了流水中并不存在的大肠菌群经过粒状活性炭滤池流出的水中检验出730个/100ml。但是,实际上没有报告表明,在粒状活性炭滤池中活性炭上附着生长有害的微生物或者流出水中有病原生原泄漏的现象。 Den Blanken对活性炭上的生物进生观察,发现活性炭表面有多糖类、细菌类的生殖,在表面上形成

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究4500字

生物活性炭滤池的反冲洗方式研究4500字 摘要:反冲洗是保证生物活性炭滤池成功运行的一个重要环节。对不同反冲洗方式的效果进行了比较,根据反冲洗废水浊度 变化及对滤池出水水质的影响,确立了合理的反冲洗方式,并给 出相关的反冲洗强度和反冲洗历时参数,以期为生物活性炭滤池 的设计和运行提供参考。 在臭氧—生物活性炭深度处理技术应用中,生物活性炭(BAC)滤池的反冲洗问题非常棘手又极需解决。随着BAC滤池运行时间 的延长,炭粒表面和滤床中积累的生物和非生物颗粒量不断增 加,导致炭粒间隙减小,影响滤池的出水水质和产水量[1]。反冲洗方式与相关参数直接影响BAC滤池的运行效果和成本。有研 究表明[2],采用单独水冲的滤池出水中生物可同化有机碳(AOC)和细菌量高于采用气水联合反冲的滤池,而充分去除过量的生物 膜是保证滤池成功运行的重要前提。国外对生物滤池反冲过程中 的颗粒脱附机理进行了研究[3],但关于其程序及相关参数选取的报道较少,而这又恰是指导生产所必须解决的重要问题。国内 对此方面的研究起步较晚,个别采用生物活性炭技术的水厂只能 直接参照国外经验,如昆明、北京水司均采用单独水冲(滤层膨胀率为25%)。 1试验方法 1.1工艺流程及装置

中试的工艺流程为预臭氧化→混凝、沉淀、过滤→臭氧—生物活性炭,试验装置包括常规处理、臭氧化和BAC滤池处理系统。 BAC滤池横断面尺寸为500mm×500mm,高度为4.92m,内部均分为两格,采用小阻力配水系统。池内装填ZJ-15型柱状活性炭,其碘值和亚甲蓝吸附值分别为961、187mg/g。运行之前采用未加氯的砂滤出水先浸泡活性炭1周,再反洗清洁。 试验期间,臭氧化与常规处理工艺参数基本恒定。预臭氧化的接触时间和投量分别为4.5min和1.5mg/L左右;主臭氧化的接触时间和投量分别为16min和2.0mg/L左右。常规处理水量为3~3.5m3/h,混合时间为6~6.5s,反应时间为23.2~19.9min,沉淀池清水区上升流速为1.39~1.62mm/s、斜管内上升流速为 1.60~1.87mm/s,滤池滤速为6.49~7.57m/h。混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠,投加浓度分别为 2.5、6mg/L 左右。 1.2反冲方式 第一阶段单独水反冲试验的炭床高度分别为2.0、2.5m,冲洗强度分别为12、14、18L/(m2·s),冲洗历时约为10min。第二阶段气水联合反冲洗试验的炭床高度为2.0m,气冲强度分别为8、11、14L/(m2·s),气冲历时分别为3、5min;水冲强度分别为6、8、10、12、14L/(m2·s),水冲历时约为10min。

生物活性炭工艺在废水处理中的应用

生物活性炭工艺在废水处理中的应用 1.活性炭吸附净水原理 活性炭是一种非极性吸附剂。外观为暗黑色,有粒状和粉状两种。近几年又发展了球状活性炭,浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种。主要成分除炭以外还含少量的氧、氢、硫等元素,以及水分、灰分。其具有巨大的比表面积(通常比表面积高达500~1700 m2/g) 和特别发达的微孔,吸附性能和化学稳定性良好,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。 活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。 投加粉末活性碳后,水体相当部分有机物得到去除,水体中胶状物质含量减少,表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上,有利于絮体

的架桥,能改善絮体的结构。除有良好的去除有机污染能力,同时还具有良好的助凝作用,使出水CODcr、色度、浊度大幅度下降。同时活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除 效果。 粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,要有充足的搅拌条件,使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触;尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率;选取粒径小和中孔较发达的木质粉末活性炭,使同等重量的活性炭吸附面积相对大,提高活性炭对有机物的吸附效能;尽量减少水处理药剂对吸附的干扰(如氯、高锰酸钾、混凝剂等);根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。 2.粉末活性炭活性污泥法在印染废水处理中的应用 某企业印染产品以化纤织物和棉布染色为主,废水中含有纤维、浆料、染料、助剂、油、漂白剂以及等。废水排放方式为半连续,具有色度深、水温高、悬浮物高、瞬时排放浓度高、水质变化大、难降解有机物比例高,可生化性差等特点,属于较难处理的工业废水之一。日排放织物染色废水500~1200m3/d,采用物化预沉—生物接触氧化—物化二沉工艺,出水要求达到国家纺织染整工业水污染排放标准 (GB4287-1992)中的一级排放标准。经物化和生化处理后,其色度等指标已能达标,但CODcr在150mg/l左右。经小试后在生化池末段

生物活性碳工艺

生物活性碳工艺综述 简介 生物活性炭工艺是始于20世纪70年代的去除水中有机污染物的一种新工艺。该技术实质是利用活性炭具有巨大比表面积、发达孔隙结构以及优良的吸附性能等特点,以活性炭作为载体构建生物膜,从而形成生物活性炭以对污染物质进行降解。近年来,生物活性碳技术在国内外水处理领域得到了广泛应用,并取得了较好成果。这一技术在国内的研究多为微污染原水中有机物的充分去除、印染废水与石油化工废水等有毒或难降解有机废水的深度处理。 以生物活性炭为基础所形成的处理污水的技术方法叫做生物活性炭法,生物活性碳法是利用活性炭为载体,使炭在处理废水过程中炭表面上生成生物膜,产生活性炭吸附和微生物氧化分解有机物的协同作用的废水生物处理过程。此法提高了对废水中有机物的去除率,增加了对毒物和负荷变化的稳定性,改善了污泥脱水及消化的性能,延长了活性炭的使用寿命,是一种以生物处理为主,同时具有物化处理特点的一项生物处理新技术。一般常用的有粉末炭活性污泥法、固定床催化氧化、流化床吸附、膨胀床吸附氧化等不同工艺流程。实验结果表明,这种方法可用于不同的工业废水(化工、印染、合成纤维等)和生活污水处理,效果良好。 生物活性炭法的操作方式分为静态和动态两种。静态操作(或序批操作)是指将粉末活性炭(PAC)投入水中不断搅拌,靠活性炭的吸附性能和活性炭表面形成的生物膜降解有机物质,当生物活性炭达到吸附平衡时,再用沉淀或过滤的方法使炭水分离。动态操作(或连续操作)指废水在连续流方式下进行吸附操作,一般使用粒状炭,有固定床、流化床和移动床三种方式。目前固定床的应用最多,流化床次之,移动床应用还较少。 由于生物活性炭技术突出的优越性,目前这一新工艺已经在国外实际应用于受污染水源净化、工业废水处理及再生等方面,在我国有关的研究和应用还比较少,由于生物活性碳技术的影响因素较多、反应过程复杂,到目前为止,对其作用机理的解释存在多种假说,尚不统一,工程运行条件也还不够成熟,但在实际应用中它显示出的优越性是众所公认的。因此很有必要进一步研究经济合理、技术适用又具有一定创新性的生物活性炭对废水的处理技术,以提高污水废水的处理水平,改善废水再生利用率较低的状况。 实现机理 1.活性炭吸附净水原理 活性炭是一种非极性吸附剂。外观为暗黑色,有粒状和粉状两种。近几年又发展了球状活性炭,浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种。主要成分除炭以外还含少量的氧、氢、硫等元素,以及水分、灰分。其具有巨大的比表面积(通常比表面积高达500~1700 m2/g,即每克活性炭的表面积为500~1700平方米)和特别发达的微孔,吸附性能和化学稳定性良好,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。 活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。 投加粉末活性碳后,水体相当部分有机物得到去除,水体中胶状物质含量减少,表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上,有利于絮体的架桥,能改善絮体的结构。除有良好的去除有机污染能力,同时还具有良好的助凝作用,使出水CODcr、色度、浊度大幅度下降。同时活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除效果。 粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,要有充足的搅拌条件,使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触;尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率;选取粒径小和中孔较发达的木质粉末活性炭,使同等重量

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