生物活性炭与臭氧生物活性炭

生物活性炭与臭氧生物活性炭
生物活性炭与臭氧生物活性炭

生物活性炭与臭氧生物活性炭

査戎03212710

1.生物活性炭

生物活性炭(biological activated carbon, BAC)技术是在活性炭技术的基础上发展而来,它是利用活性炭吸附与生物降解的协同作用来处理废水。

相比而言,传统活性炭吸附容量有限,吸附饱和后再生问题不好解决,大大限制了其在实际中的应用。BAC利用微生物降解吸附到活性炭上的有机污染物,从而降低了活性炭的吸附负荷,增加了炭床达到“穿透”或“失效”时的通水倍数,延长了活性炭的使用周期,减少了活性炭的再生频率,从而降低了生产成本与能耗。

控制生物膜的生长非常重要。BAC工艺用于饮用水纯化过程中生物膜的最佳状态应是稳定的、薄的、生物活性高的,现阶段控制生物膜生长的措施主要包括控制流体的速率或接触时问、调节流体的pH值和溶解氧(DO)及反冲洗的频率。

2.臭氧-生物活性炭

臭氧生物活性炭工艺是将臭氧化学氧化、活性炭物理、化学吸附、生物氧化降解技术合为一体的工艺。该工艺具有处理费用低、有机物去除效率高、效果稳定等特点。O3-BAC与单纯的臭氧法相比,不但可以显著提高溶解氧含量,还可以显著促进后继BAC的处理效果,充分发挥臭氧化、活性炭吸附、生物降解的协同处理作用。

试验证明,饮用水原水经O3-BAC深度处理后,各项出水指标均大大优于常规处理,能够有效地保证居民饮用水的安全。

3.臭氧的作用及机理

臭氧化反应机理为打开通过亲核作用或带有多余电子的原子核双碳键,水中有机物可能直接与O3反应,也可能与O3在水中分解产生的羟基自由基反应。前者缓慢且有选择性,后者反应相当快且没有选择性。通过这两个反应,O3最终将有机物氧化为无机物(H2O,CO2等)或将大分子有机物分解为可生物降解的小分子有机物.

臭氧是靠其强大的氧化能力来达到净化水质的目的的,比如臭氧可以氧化分解吸附在颗粒表面的有机物,从而诱使颗粒脱稳。臭氧可以使C=C双键断裂,生成酮类、醛类或梭酸类物质,从而达到除色的目的。臭氧的脱色能力十分明显。在对嗅和味的去除过程中,臭氧效率非常高,起作用的不仅是臭氧本身,还有其自我分解产物——氢氧自由基。臭氧对引起嗅和味的物质的作用在于它能破坏引起嗅和味的不饱和键。

臭氧可使水中有机污染物氧化降解,将大分子有机物分解为小分了的中间产物,提高有机物的可生化性,有利于后续BAC过程对有机污染物质的去除。同时还可以达到消毒的目的,但不形成三卤甲烷、卤乙酸等。而且预氧化得到的副产物可以被微生物快速降解,有利于生物生长。臭氧化能够改变有机物基团的结构,形成的中间氧化物更易于活性炭吸附,强化了活性炭的脱色效能。臭氧氧化后生成的氧气能在处理水中起到充氧作用,为附着于活性炭上的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源,创造好氧菌生长的环境。预氧化能提高生物活性,水进行臭氧化还可以提高水中可同化有机碳浓度。在活性炭前投加臭氧,可以强化活性炭对有机物的去除作用。

3.生物活性炭的作用及机理

活性炭具有高比表面积及发达的孔隙结构,对水中溶解氧及有机物有强吸附特征。生物活性炭技术就是将活性炭作为载体,通过富集或人工固定微生物,在适当的温度及营养条件下,微生物在活性炭表面生长繁殖,形成BAC。它可同时发挥活性炭的物理吸附作用和微

生物的降解作用。

目前关于活性炭生物再生比较公认的机理有以下两种。

(1)浓度梯度说法

大多数中孔或微孔活性炭的孔径(<0.05 }m)比细菌(大多数为103 nm)小,故细菌主要集中于炭颗粒的外表及邻近大孔中。细菌能直接将活性炭表面和大孔中吸附的有机物降解掉,使炭表面的有机物浓度降低,从而在活性炭表面与炭内之问产生逆浓度梯度,有机物由内向活性炭表面扩散而被微生物利用。

(2)胞外酶说法

细胞分泌的胞外酶和因细胞解体而释放出的酶类,能直接进入到活性炭的过渡孔和微孔中去,与孔隙内吸附的有机物作用,使其从原吸附位上解脱下来,扩散到生物膜表面,并被炭表面上的细菌所分解,构成了吸附和降解的协同作用。

【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

臭氧_生物活性炭联用工艺在水处理中的应用

臭氧/生物活性炭联用工艺在水处理中的应用 徐越群1)赵巧丽2) (石家庄铁路职业技术学院1)河北石家庄 050041 石家庄综合地质大队2)河北石家庄 050081)摘要:随着水质污染的日益严重和水质标准的不断提高,常规的水处理工艺往往达不到理想的处理效果。因此,以高效去除水中溶解性有机物和致突变物的饮用水深度净化技术——臭氧化——生物活性炭联用技术日益受到重视。综述臭氧化——生物活性炭联用技术的作用机理及在水处理中的应用研究,并对发展现状及趋势进行分析。 关键词:臭氧氧化生物活性炭水处理 中图分类号:TV4 文献标识码:A 文章编号:1673-1816(2010)04-0034-04 目前,给水处理厂常规的净水工艺为“混凝沉淀——砂滤——加氯消毒”,该项工艺在不能有效地去除水源水中微量可溶性有机污染物,并且其氯化消毒工艺过程中又产生了以氯仿为代表的卤代有机物,这其中有许多致癌、致畸、致突变的三致物质[1]。因此,去除水中有机污染物为目标的饮用水深度净化技术得到广泛的研究,臭氧化-生物活性炭联用工艺日益受到重视,并迅速从理论走到实际应用,其净水工艺以高效去除水中溶解性有机物和致突变物,出水安全、优质而备受瞩目[2]。该工艺在国外运用已经比较成熟,欧洲国家如德意荷等国家已经广泛地将其应用于上千座水厂中,该工艺在我国近年来受到重视,正在逐步推广应用。 1 臭氧——生物活性炭技术的发展概况 1.1 臭氧氧化技术 臭氧氧化技术应用最广泛、最成功的领域是饮用水处理。臭氧是一种很强的氧化剂和消毒剂,其氧化还原电位在碱性环境中仅次于氟。臭氧氧化在饮用水深度处理中的作用有:氧化有机物、减少消毒副产物、消毒、去除色度、促进混凝等[3,4]。 一般来说,单纯的臭氧氧化工艺需要的能量和费用较高,不太适合大规模的优质饮用水的制取,它只能是有选择地将危害性较大的有毒有害物质变成危害较小的物质,或与其他的处理单元结合,才有可能广泛地应用于工程实践[5]。 1.2 生物活性炭技术 生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)由美国米勒和里根等人首次提出,指水处理过程中,有意识地助长在粒状活性炭吸附中的好氧生物活性的处理工艺[6]。国内外研究和实际应用表明,在对饮用水深度处理中,BAC对水中化学需氧量(COD)、浊度、色度有很好的去除效果[7]。生物活性炭不足之处在于一般采用自然挂膜方式,时间较长;进水浊度高时,活性炭微孔极易被阻 收稿日期:2010-09-27 作者简介:徐越群(1978-),男,汉,河北廊坊人,助理工程师,硕士,研究方向水处理理论与技术。

深圳梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计

深梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计 黄年龙 廖凤京 提要 深圳梅林水厂深度处理采用臭氧活性炭深度处理工艺,介绍了该工艺的设计参数,并对设计中的重点进行了分析,提出了臭氧活性炭深度处理工艺的出水水质指标与经济指标。 关键词 臭氧接触氧化 生物活性炭过滤 设计参数 水质指标 经济指标 梅林水厂是深圳市供水量最大的一座水厂,其规划总规模为90万m 3 /d,现状常规处理规模为60万m 3/d 。水源为深圳水库水,属低浊多藻富营养化的水体。 根据深圳水库原水的水质特点,在中试的基础上,梅林水厂深度处理设计采用 臭氧接触氧化+生物活性炭过滤 工艺,其净水工艺流程见图1。图1 净水工艺流程示意 1 臭氧接触氧化 对于富营养化或受有机污染的水体,采用预氯化会导致水中形成THM s 等三致物质,而臭氧和活性炭均不能有效地将该类物质去除,只能靠活性炭吸附,富集在活性炭里。但当活性炭吸附饱和后,又会释放进入水中,导致出水TH Ms 浓度升高,影响处理效果。另一方面,预氯化的余氯,也会对后续活性炭上生物体的活性产生抑制作用,从而导致活性炭的生物降解能力下降。因此,对臭氧活性炭工艺,设计取消预加氯,将臭氧氧化分为预臭氧氧化与后臭氧氧化,以预臭氧化代替预氯化,从而保证深度处理工艺的效果。1 1 预臭氧接触池 预臭氧主要的作用是杀藻,改善絮凝效果和去 除部分有机物,避免预氯化产生消毒副产物。预臭氧投加量设计采用0 5~1 5mg/L,一般运行在1mg/L 左右,高藻时投加1 5mg/L 。 预臭氧接触时间,根据试验设计采用4min,主要考虑使絮凝剂的投加与藻类的去除效果最佳。 预臭氧接触池采用2座,每座分2格,每格处理水量为15万m 3/d 。 单格池宽为6m ,池长为15 6m,有效水深为6m,超高为0 75m 。 每格预臭氧采用前端1点投加,竖向廊道混合,混合流速采用0 12~0 2m/s,混合水头控制在0 1m 以内。 臭氧投加设备采用水射器与多孔扩散管,每台水射器流量为56m 3/h,水射器前水压为0 35MPa (相对压力)。压力水采用专用水泵提供,每台水射器配1台水泵。 单格预臭氧接触池的布置见图2。1 2 后臭氧接触池 后臭氧的作用主要是氧化有机物(将大分子有机物变成小分子有机物,以利后续生物活性炭吸附降解)、杀死细菌、病毒、病原体等,并为后续活性炭 提供充足的氧源。 后臭氧投加量设计采用1 5~ 2 5mg/L,水中余臭氧(C )采用0 2~0 4mg /L,接触时间(T )采用10min 。设计的主要控制指标为CT 值,一般CT 1 6mg m in/L 。 后臭氧投加量与接触时间参数的选用,还考虑了具备杀死贾弟虫和隐孢子虫的运行工况。 后臭氧接触池60万m 3/d 规模 给水排水 Vol 29 No 9 2003 13

臭氧生物活性炭各工艺阶段的特点及应用

臭氧生物活性炭各工艺阶段的特点及应用 宋文涛1 ,胡志光1 ,常爱玲1 ,潘晓丽2 1华北电力大学环境科学与工程学院(071003) 2北京国电富通科技发展有限责任公司(100055) E-mail:swt305@https://www.360docs.net/doc/9b9840541.html, 摘要:针对日益恶化的饮用水水源水质,臭氧生物活性炭饮用水深度处理方法受到人们的广泛关注。本文论述了臭氧生物活性炭工艺中的臭氧发生系统、臭氧尾气破坏系统、臭氧预氧化及后氧化、生物活性炭滤池的应用现状及特点,并对其发展前景作了展望。 关键词:饮用水;深度处理;臭氧氧化;生物活性炭 1.引言 随着饮用水水源污染的日益加剧和居民环保意识的不断增强、生活水平的不断提高,饮用水水质标准要求亦将愈来愈高,常规的絮凝、沉淀、过滤、消毒净水工艺已难以满足水质不断提高的要求,饮用水深度处理技术受到人们的广泛关注,对深度处理技术研究和应用在我国已呈现出蓬勃发展的形式。 臭氧生物活性炭饮用水深度处理方法是集臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解于一体,以去除污染的高效性成为当今世界各国进行饮用水深度处理的主流工艺,现已广泛地应用于欧洲,美国,日本等上千座水厂中[1]。该项技术在我国正在逐步推广应用,目前在昆明、北京、常州、深圳、杭州、上海等城市已有应用[2]。本文对臭氧生物活性炭工艺中的臭氧发生系统、臭氧尾气破坏系统、臭氧预氧化及后氧化、生物活性炭滤池的应用现状及特点进行了详细论述。 2. 臭氧发生系统 传统臭氧发生器以空气为原料,其优点是原料为空气,不需成本。但是其不足之处很多:需要对空气进行除尘,脱湿的预处理;臭氧产量低,通常国产臭氧发生器的臭氧质量分数为1%左右;能耗高;设备庞大,增加占地等。当前水厂使用的臭氧发生器多以氧气为原料,其优点是:提高臭氧浓度,增加臭氧产量,通常臭氧质量分数为6%左右;降低电耗;简化设备,减少设备体积和占地面积;加快氧化速度[3]。 对臭氧发生系统而言,臭氧浓度低则臭氧发生器的能耗也低,但臭氧发生器所消耗的氧气量大;臭氧浓度高则臭氧发生器的能耗也高,但臭氧发生器所消耗的氧气量小。因此,究竟采用多大臭氧浓度应根据当地的电价和氧气价格,在进行总成本经济核算后才能确定。如何使臭氧发生系统进一步降低基建投资和运行费用,改进臭氧发生器的臭氧发生技术将成为今后的研究重点。 3. 臭氧尾气破坏系统 从臭氧接触池排出的尾气中仍含有一定数量的臭氧,如果直接排入大气,会造成大气环

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。鉴于这两种致病原生动物已经构成对饮用水微生物 安全的主要危胁,各国相继开展水源水、出厂中贾第虫、隐孢子虫的监测,修订饮用水水质 标准,并开展相关的工艺技术研究,其中值得注意的是臭氧化-生物活炭深度处理技术对这两 种致病原生动物具有很好处理效果。臭氧对隐孢子虫卵囊的灭活能力明显高于游离氯和氯氨。在 1mg/L 臭氧、接触 5 分钟可以对隐孢子虫卵囊灭活 90,而达到同样的去除率,则需要 80mg/L 的自由氯和氯氨接触近 90 分钟。这表明,除臭氧外,水厂通常使用

活性炭技术资料

活性炭技术资料 一、活性炭的生产工艺流程 二、活性炭的分类 1、按活性炭的形状分类 形状特征 粉状活性炭除了以木屑等为原料生产的粉状活性炭以外,还包括颗粒活性炭的粉化产物等颗粒活性炭从形状上可分为破碎状、圆柱状、球状、中空微球状等几种 破碎状炭椰壳活性炭、煤质活性炭属于此类。活性炭的外表面因破碎而具有棱角 球形炭有将炭化物作成球形以后再活化及以球形树脂为原料生产的活性炭两种 纤维状活性炭以纤维状的物质为原料制成的活性炭。有丝状、布状及毡状几种 2、按活性炭的制造方法分类 活化方法活化剂 化学药品活化法活性炭氯化锌、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠等化学药品 强碱活化法活性炭氢氧化钾、氢氧化钠等 气体活化法活性炭水蒸气、二氧化碳、空气等 水蒸气活化法活性炭水蒸气 3、按活性炭的机能分类 活性炭机能 高比表面积活性炭比表面积为2500m 2 /g以上的高比表面积活性炭,用强碱活化法制造分子筛活性炭孔径非常小,用于分离气体 添载活性炭在活性炭上添载上金属盐之类各种化学药品,用于脱臭、触媒等场合 生物活性炭水处理的方法之一。使活性炭表面形成微生物膜,通过微生物的分解作用进行净化。与臭氧处理配合,用于净水的高度处理

三、活性炭的主要用途 气相用排水的处理、净化空气、溶剂回收、脱臭、气体的分离、脱硫脱硝、工艺气体的精制、半导体用气体的精制、分子筛、放射性气体的保持、调湿、调香、气相色谱的充填剂、气体分析捕集剂、保鲜、除去臭氧、香烟过滤嘴、天然气的吸附贮存等 液相用上水的处理、高度净化水的处理、超纯水的制造、净水器、下水的处理、工厂排水的处理、脱色精制、除去异臭异味、净化血液、除去游离氯、回收黄金、电偶层电容器的电极材料、用于酿造、用于解毒等 触媒用触媒、触媒载体、用于一次性怀炉等 四、竹炭的资料 资料1 竹炭,优质的五年深山毛竹,经千度以上的高温,特殊炉窑工艺30天至50天的无氧干馏热解练制而成。)据说有净化空气的效果, 竹炭的结构:竹炭主要是由碳、氢、氧等元素组成,构成竹炭的碳是位于化学元素周期表的第Ⅳ族的第2周期,直径1.54埃(A0),它的是最外层具有4个电子,易于产生强劲的共价键结合。由碳构成的单体,每个碳原子位于一个正四面体的中心,周围四个碳原子位于四个顶点上,在空间构成连续的、坚固的骨架结构。 竹炭的空隙结构:竹炭的孔隙是在高温炭化过程中,基本微晶之间的空间清除了各种含碳的化合物和非有机成分的碳,以及从基本微晶的结构中除去部分的碳所产生的孔隙。竹炭中的孔隙有些是毛细孔状,孔隙两端都开口,或有一端封闭,有些是两个平面之间的裂口、尖削的裂缝(V形)等。竹炭孔隙性能常常决定吸附性能的大小。 竹炭的用途: 什么是炭晶:只要经常接触竹炭的朋友就会注意到,当将煅烧温度高于1100的竹炭敲断时就会发现,被敲断的竹炭断面会有闪闪发亮的金属光泽,这就是竹炭微晶体,它是毛竹里天然所含的铁、铝、铜、镁等矿物质经过高温煅烧所形成的复合晶体。现代研究表明,竹炭的远红外特性、电磁波吸收特性、催化特性等许多神奇的功能都来自于这种复合的晶体,炭晶就是利用现代的技术将竹炭微晶体从竹炭里专门提炼出来的高催化性能的无机晶体。 炭晶的作用:由于炭晶是从竹炭里提炼出来的竹炭微晶体,其半导体特性和半导体催化性能更加优越。特别是对有机污染物的催化分解有着独特的效果,经国家权威部门检测,炭晶对DDT的农药的分解率达98%以上。同时,竹炭对甲醛、甲苯等有害气体的催化分解能力也非常强。利用炭晶可以应用于: 1、用竹炭泡脚,可以促进血液循环和新陈代谢,具有很好的消除疲劳的效果。 2、竹炭会释放出远红外线,它的波长在4至14微米之间,它的光波震动时引发的波动能释放温热动能及改变水分子团的构造。 将带有远红外线功能的竹炭贴近身体,会让皮肤深层温度升高,带动微血管扩张,促进人体的血液循环,加快新陈代谢, 让体内的代谢物正长石能够正常排出,就不太容易得心血管疾病。 3、阻隔电磁波 经过1000度高温炭化后的竹炭就具有导电性能。在接触身体较多的电器旁边,如电视、电脑等,周围放些竹炭,对电磁波有一定的阻隔效果。 分解水果、蔬菜的农药残留。

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 发布时间:2010-11-22 10:29 来源:原创编辑:王志林点击:151次 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。活性炭空隙多,比表面积大,能够迅速吸附水中的溶解性有机物,同时也能富集水中的微生物。粒状活性炭吸附水中溶解性有机物,但对一些挥发性较低,难以生物降解,分子量在10000以上的高分子有机物不易吸附去除,而且吸附性能还受有机物所带官能团及分子结构的影响。利用臭氧电位高的特点,易将许多不易生物降解的有机物分解成许多更易生物降解的较小的或含氧较多的低分子有机物,从而改变了有机物的结构形态和性质,使其易被活性炭吸附去除,而被吸附的溶解性有机物也为维持炭床中微生物的生命活动提供营养源。同时,由于臭氧供氧充分,炭床中大量生长繁殖好氧菌,有足够时间来生物降解所吸附的低分子有机物,这样,也就在炭床中形成生物膜。该生物膜具有生物氧化降解和生物吸附的双重作用,而活性炭孔隙中的有机物被分解后,经过反冲洗,活性炭孔隙腾出吸附位置,恢复了对有机物与溶解氧的吸附能力。活性炭对水中有机物的吸附和微生物的氧化分解是相继发生的,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,两者相互促进,形成相对稳状态,得到稳定的处理效果,从而大大地延长了活性炭的再生周期。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NH3- N的浓度。

臭氧活性炭技术在给水处理中的应用研究

臭氧-生物活性炭技术在给水处理中的应用研究 摘要:本文介绍了臭氧-活性炭技术的发展概况,在给水处理中的作用机理及应用研究,并提出了此项技术在应用中存在的问题,介绍提高此项技术的应用措施。 关键词:臭氧-生物活性炭;有机物;微污染水;给水处理 随着水源污染的加剧和饮用水水质标准的提高,常规处理工艺已难以满足人们对饮用水水质的要求,饮用水深度处理技术日益受到重视。臭氧与活性炭作为饮用水深度处理的重要手段,在国外的应用已比较成熟。由于我国地域广阔,水质多变,臭氧与活性炭技术在运行中必然存在很多问题,如在臭氧-活性炭技术中臭氧投加点和投加量的确定,以及水经臭氧活性炭处理,氯化后出水水质是否仍然具有致突变性等问题。 1 臭氧-生物活性炭技术的发展概况 1.1 臭氧氧化技术 臭氧是一种很强的氧化剂和消毒剂,其氧化还原电位在碱性环境中仅次于氟。臭氧氧化主要发生在净水过程的三个阶段:预臭氧化,中间臭氧化,最后的消毒。预臭氧化的作用是去除悬浮物质,大颗粒物质和水体的色、味、嗅等,并把较大的天然有机物质分解成较小的有机物质以提高后序絮凝、沉淀等步骤的效率。中间臭氧化主要为降解有机微污染物,去除“三致”前体物和提高可生物降解性。由于其降解产物较小,易被微生物充分利用,通常在此步骤后加以砂滤或生物活性炭过滤;最后的消毒是指臭氧氧化去除残余微生物以及可能形成的消毒副产物。由于臭氧氧化的持续时间较短,出水水质可以加二氧化氯保质。 1.2 生物活性炭吸附 活性炭是用烟煤、褐煤、果壳或木屑等多种原料经碳化和活化过程制成的黑色多孔颗粒。由于粒状活性炭具有极其丰富的微孔和巨大的比表面积,使其具备良好的吸附性能。活性炭吸附作为饮用水深度处理的重要手段广泛应用于城市给水处理厂。目前世界上已有成百座使用粒状活性炭的水厂在运行。大量的研究结果已证明了活性炭吸附在饮用水处理中的优势,活性炭对水中存在的有机污染物的各项指标均有很好的去除效果。 1.3 臭氧-生物活性炭技术

生物活性炭与臭氧生物活性炭

生物活性炭与臭氧生物活性炭 査戎03212710 1.生物活性炭 生物活性炭(biological activated carbon, BAC)技术是在活性炭技术的基础上发展而来,它是利用活性炭吸附与生物降解的协同作用来处理废水。 相比而言,传统活性炭吸附容量有限,吸附饱和后再生问题不好解决,大大限制了其在实际中的应用。BAC利用微生物降解吸附到活性炭上的有机污染物,从而降低了活性炭的吸附负荷,增加了炭床达到“穿透”或“失效”时的通水倍数,延长了活性炭的使用周期,减少了活性炭的再生频率,从而降低了生产成本与能耗。 控制生物膜的生长非常重要。BAC工艺用于饮用水纯化过程中生物膜的最佳状态应是稳定的、薄的、生物活性高的,现阶段控制生物膜生长的措施主要包括控制流体的速率或接触时问、调节流体的pH值和溶解氧(DO)及反冲洗的频率。 2.臭氧-生物活性炭 臭氧生物活性炭工艺是将臭氧化学氧化、活性炭物理、化学吸附、生物氧化降解技术合为一体的工艺。该工艺具有处理费用低、有机物去除效率高、效果稳定等特点。O3-BAC与单纯的臭氧法相比,不但可以显著提高溶解氧含量,还可以显著促进后继BAC的处理效果,充分发挥臭氧化、活性炭吸附、生物降解的协同处理作用。 试验证明,饮用水原水经O3-BAC深度处理后,各项出水指标均大大优于常规处理,能够有效地保证居民饮用水的安全。 3.臭氧的作用及机理 臭氧化反应机理为打开通过亲核作用或带有多余电子的原子核双碳键,水中有机物可能直接与O3反应,也可能与O3在水中分解产生的羟基自由基反应。前者缓慢且有选择性,后者反应相当快且没有选择性。通过这两个反应,O3最终将有机物氧化为无机物(H2O,CO2等)或将大分子有机物分解为可生物降解的小分子有机物. 臭氧是靠其强大的氧化能力来达到净化水质的目的的,比如臭氧可以氧化分解吸附在颗粒表面的有机物,从而诱使颗粒脱稳。臭氧可以使C=C双键断裂,生成酮类、醛类或梭酸类物质,从而达到除色的目的。臭氧的脱色能力十分明显。在对嗅和味的去除过程中,臭氧效率非常高,起作用的不仅是臭氧本身,还有其自我分解产物——氢氧自由基。臭氧对引起嗅和味的物质的作用在于它能破坏引起嗅和味的不饱和键。 臭氧可使水中有机污染物氧化降解,将大分子有机物分解为小分了的中间产物,提高有机物的可生化性,有利于后续BAC过程对有机污染物质的去除。同时还可以达到消毒的目的,但不形成三卤甲烷、卤乙酸等。而且预氧化得到的副产物可以被微生物快速降解,有利于生物生长。臭氧化能够改变有机物基团的结构,形成的中间氧化物更易于活性炭吸附,强化了活性炭的脱色效能。臭氧氧化后生成的氧气能在处理水中起到充氧作用,为附着于活性炭上的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源,创造好氧菌生长的环境。预氧化能提高生物活性,水进行臭氧化还可以提高水中可同化有机碳浓度。在活性炭前投加臭氧,可以强化活性炭对有机物的去除作用。 3.生物活性炭的作用及机理 活性炭具有高比表面积及发达的孔隙结构,对水中溶解氧及有机物有强吸附特征。生物活性炭技术就是将活性炭作为载体,通过富集或人工固定微生物,在适当的温度及营养条件下,微生物在活性炭表面生长繁殖,形成BAC。它可同时发挥活性炭的物理吸附作用和微

臭氧_活性炭_反硝化生物滤池在污水再生回用中的应用

臭氧—活性炭—反硝化生物滤池在污水再生回用中的应用白 宇1,2 刘金瀚3 甘一萍2 胡洪营1 周 军2 (1清华大学环境科学与工程系,北京 100084;2北京城市排水集团有限责任公司,北京 100022; 3北京科技大学,北京 100083) 摘要 在酒仙桥污水处理厂建立200m3/d的示范工程进行高品质再生水的生产,在二级出水强化脱氮除磷的基础上,采用臭氧(O3)-活性炭(GAC)-反硝化生物滤池(DNB F)工艺进行试验研究。经过13个月的试验证明,该工艺由于O3在脱色除臭基础上,能够强化活性炭滤池的生物多样性及活性,从而使出水COD Cr能够长期稳定在30mg/L以下,N H3-N小于1mg/L。在外加碳源 C H3COONa条件下,系统经DNBF后出水TN小于2mg/L。同时试验发现,为了实现经济节能及 良好的污水再生效果,DNBF和O3单元在流程中的位置设置非常关键,有别于污水二级处理工艺。 关键词 再生水 臭氧 活性炭 反硝化生物滤池 酒仙桥污水处理厂 Pilot study on reclaimed w aste w ater treatment by O3—granular activated carbon—denitrif ication biof ilter process Bai Yu1,2,Liu Jinhan3,Gan Y iping2,Hu Hongying1,Zhou J un2 (1.Dep artment of Envi ronment al S cience an d Engi neeri ng,Tsi ng hua Uni versit y,B ei j ng100084,Chi na; 2.B ei j i ng D rai nage Grou p Co.,L t d.,B ei j ng100022,Chi na; 3.U ni versit y of S cience an d Technolog y B ei j i ng,B ei j ng100083,Chi na) Abstract:A200m3/d pilot2scale project has been established to produce reclaimed water in Jiu Xianqiao Wastewater Treat ment Plant.A technique using ozone,granular activated carbon (GAC),and denit rification biofilter(DNB F)is added to treat t he denit rogenated and dep ho sp horized wastewater.Data collected in a period of13mont hs indicate t hat t he p rocess not only removes t he color and odor in wastewater in ozone reaction tower,but also increases t he biodiversity and activities of biomass in t he GAC tank due to t he ozonation t reat ment.The COD Cr values of effluent maintain less t han30mg/L,while N H3-N less t han1mg/L stably.The TN values of t he effluent are below2mg/L under t he t reat ment of DNB F p rocess.Meanwhile,it is found t hat t he correct collocation of DNB F and ozone cells is significant,which is different f rom t hat of t he secondary t reat ment p rocess. K eyw ords:Reclaimed wastewater;O3;Granular activated carbon;Denit rification biofilter;Jiu Xianqiao Wastewater Treat ment Plant 1 北京市再生水现状 为了更好服务于2008年北京奥运,北京城市排水集团负责向奥林匹克森林公园提供优质再生水,其中20多万m3主要用于公园景观用水。由于北京严重缺水,生产高品质再生水是未来北京市再生水的重要发展方向。近年来,北京已先后建成高碑店污水资源化再生利用工程、酒仙桥再生水厂、吴家村再生水厂、方庄再生水厂、清河再生水厂。截至2007年底,再生水回用总量达到1.79亿m3,回用率达到46% 。 给水排水 Vol.34 No18 200849

臭氧-生物活性炭机理

饮用水处理中臭氧-生物活性炭工艺机理 臭氧-生物活性炭工艺对许多水质指标都有很好的改善作用, 包 括浊度、色度、嗅味、铁、锰、有机质( 以COD、BOD 计) 、氨氮、 亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。 1.臭氧-生物活性炭的除污机理 1.1 浊度 当水中存在有机物时易吸附在颗粒表面引起空间位阻稳定 ( steric stabilizat ion) , 臭氧能氧化分解这些有机物, 从而诱 导颗粒脱稳。采用预臭氧化通常可以提高混凝过滤过程对颗粒和浊度的去除效率,与此同时却常常降低了混凝过程对DOC的去除。混凝单元去除的是大分子的有机物, 而臭氧化将产生分子质量小、极性强的小分子, 因而影响混凝的效果。但是,臭氧化后的小分子有机物通常要 比臭氧化前的大分子有机物具有更好的可生化性, 另外小分子也更 容易被生物吸收, 因此DOC的去除转由生物活性炭单元去完成。 1.2 色度 臭氧有突出的脱色能力,天然水中的色度来源于腐殖酸的分解物, 通常分解物中存在的不饱和部分是这些物质显色的原因, 称之为发 色团。臭氧可以使C=C双键断裂, 生成酮类、醛类或羧酸类物质。一 旦这种共轭部分通过氧化被破坏, 颜色就随之而去,但这并不意味着 引起色度的有机物能够被彻底氧化为CO2 和H2O,只是发色团受到了 破坏而已。 O3/ BAC 去除色度效果好, 主要是归因于臭氧化作用、活性炭表

面的吸附作用和生物降解作用。需要指出的是, 对色度去除的总效果还包括臭氧化后水中有机物可吸附性和可生化性的改变。 1.3 嗅和味 引起水中嗅和味的有机化合物一般都是在有机物的厌氧分解过程中产生的。臭氧去除水中嗅和味的效率非常高, 起作用的不仅是臭氧本身, 还有其自我分解产物——氢氧自由基臭氧对引起嗅和味的物质的作用在于它能破坏引起嗅和味的不饱和键。 混凝沉淀后加臭氧氧化可使土臭素( Geosmin)和甲基异冰片( MIB ) 等异、嗅味物质的浓度降低85% 左右, 再加上生物活性炭处理就可以达到100%的去除率。引起嗅和味的硫化物、氨等无机物质由于具有挥发性并且分子量小, 故能被活性炭有效吸附。另外, 臭氧也能分解一些该类物质。 1.4 铁和锰 一般来说, 当铁或锰以自由离子形式存在于水中时, 比臭氧弱的氧化剂也可将它们氧化, 通过有效的曝气即可达到去除铁、锰的目的。但是当铁或锰与腐殖质或其他有机物共存时, 可能会以一种复杂的有机物形式出现, 一般氧化剂往往不足以破坏这种结构, 在这种情形下使用臭氧这样的强氧化剂可以破坏这种复杂结构, 达到去除水中铁、锰的目的。 Fe2+ 在遇到空气时能很容易被氧化, 残余Fe2+也很容易被O3 氧化, Fe( OH) 3 絮体在过滤单元中能被有效去除。 与Fe2+ 离子不同, Mn2+ 不能被O2 氧化。但是,O3 能有效地氧

臭氧生物活性炭深处处理工艺的水质安全性研究进展

臭氧-生物活性炭深度处理工艺的水质安全性研究进展? 潘章斌1,2 贾瑞宝2 (1.山东建筑大学市政与环境工程学院,山东 济南 250101;2济南市供排水监测中心,山东 济南 250033) 摘要:臭氧-生物活性炭深度处理工艺是当前应用最广泛、技术最成熟的给水处理技术,但该技术在应用过程中也存在着影响饮用水水质安全性的因素。本文系统介绍了臭氧-生物活性炭工艺出水细菌泄漏、臭氧化副产物以及生物可同化有机碳等问题,探讨了臭氧-生物活性炭水质安全问题的解决方案。 关键词:臭氧-生物活性炭; 深度处理;微生物泄漏;溴酸盐;生物可同化有机碳 1前言 以去除细菌和浊度为主要目的的常规水处理工艺只能去除水中20%-30%的有机物,对浊度的去除率也仅为50%-60%,因此经常规处理后饮用水水质安全难以保证,不能与现行国家水质标准相适应[1]。而臭氧-生物活性炭工艺(O 3-BAC )[2]对于削减原水中各种有机物非常有效,已成为饮用水深度处理主流工艺技术。 O 3-BAC 工艺是将活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒四种技术集成为一体的工艺。从20世纪60年代开始,欧洲一些国家就用到生物活性炭技术来处理饮用水,并取得良好的效果。德国杜赛尔多夫水处理厂首先采用臭氧-生物活性炭技术,随后的意大利都灵市新水厂、改建的佛罗伦萨市水厂、罗马市布拉契诺湖水厂和日本的几座水厂均采用了此技术。我国自20世纪80年代开始研究O 3-BAC 工艺,目前在深圳、大庆、昆明、常州等地区 ?基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07422);山东省“饮用水安全保障技术”泰山学者建设工程专项。 中 国城镇水网w w w .c h i n a c i t y w a t e r .o r g

臭氧+活性炭实验方案

臭氧+活性炭实验方案 一、实验目的 1、了解臭氧制备的基本原理以及工艺流程; 2、考察反应时间、臭氧投加量对COD去除效果的影响; 3、加深理解活性炭吸附的基本原理; 4、通过尝试性实验来分析确定影响RO浓水中COD及氨氮去除率的因素。 二、实验原理 由于活性炭微孔孔隙小,限制了对大分子物质的吸附,O3可破坏物质分子结构,形成小分子,增大活性炭吸附容量。 1、臭氧预氧化 臭氧单元处理主要是催化氧化法,臭氧之所以表现出强氧化性,是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子,在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH,它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等。 直接反应:污染物+ O3→产物或中间物(PH<4时) 有选择性,速度慢; 间接反应:污染物+ HO·→产物或中间物(PH>4时) 无选择性,HO·(E0=2.8V)电位高,反应能力强,速度快,可 引发链反应,使许多有机物彻底降解。 2、活性炭吸附 在吸附过程中,活性炭比表面积起着主要的作用。同时,被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。 活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象,又有化学吸附现象。当活性炭对水中所含杂质吸附时,水中的溶解性杂质在活性炭表面集聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面,重新进入水中即发生解吸现象。当吸附和解吸处于动态平衡状态,称为吸附平衡。 在水和污水处理中通常用Fruendlich表达式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量,即: q e=KC(1/n)

式中:q e——吸附容量(mg/g); K——与吸附比表面积、温度有关的系数; n——与温度有关的常数,n>1; C——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)。 这是一个经验公式,经常用图解方法求出K、n的值,为了方便易解,往往将式(1)变换成线性对数关系式: lgq e=lg(C0-C)/m=lgK+(1/n)lgC 式中:C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L); C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L); m——活性炭投加量(g/L)。 三、实验试剂及器材 臭氧发生装置一套、COD测定仪、PH计、电动搅拌机、各种玻璃器皿、活性炭、98%浓硫酸、氢氧化钠等。 四、实验方法和步骤 1、实验方法 首先将RO浓水经过臭氧预氧化装置进行处理后,再通过活性炭进行吸附,最后,通过静置沉淀或者过滤移除活性炭。取上清液测定溶液的COD值及氨氮含量。 2、实验步骤 臭氧预氧化处理 (1).熟悉装置流程、仪器设备和管路系统,并检查连接是否完好。 (2).开启电源,开启制氧机开关,将制氧机出口气体流量为 L/min,此时出口压力为 MPa。 (3).通臭氧发生器的冷却用水。 (4).水保护和气体保护警示灯熄灭后,开启臭氧发生器启动开关。 (5).将变频变压器分别调到50V、75V、100V、125V、150V和175V,测定臭氧浓度,并绘出电压与臭氧浓度关系曲线。 (6).将RO浓水用水泵打入水箱并进入反应柱内,打开反应柱的排水阀门,使柱内维持 m水柱高度,控制流量在 L/h,即停留时间为 min。

臭氧粉末活性炭

粉末活性炭和臭氧在水处理中的应用研究 摘要:通过对臭氧在水中的反应途径和其对嗅味物质的氧化去除规律的分析,采用单独投加臭氧预氧化和臭氧与活性炭池联用处理工艺的试验,主要考察臭氧投加量、氧化时间对出水嗅阈值的影响。试验结果表明,随着臭氧投加量的增加,出水嗅味减少;延长臭氧氧化时间,除臭效果变好;随着臭氧投量的增加,氧化时间对除臭效果的影响下降。臭氧与粉末活性炭联用对嗅味的处理效果明显优于单独使用臭氧、单独使用粉末活性炭对嗅味的处理效果。 关键词:除臭;臭氧;粉末活性炭;联用 臭氧(O3)是氧的同素异形体,常温常压下是一种呈明显蓝色的有特殊刺激性臭味的气体,而且不稳定,可以自行分解成氧气。 臭氧最早在水处理中的应用是作为消毒剂, 1886年到1916年期间,臭氧一直用于饮用水的消毒处理。随着臭氧发生器的研制取得巨大进展,其规模和效率有了大幅度提高,臭氧的应用除消毒外有了新的拓展。1965年,人们首次用臭氧去除放线菌产生的臭味,并取得了成功。随后,人们对臭氧在除臭方面作了大量的试验研究[1,2],发现臭氧在去除由于藻类或放线菌的季节性繁殖而引起的水体嗅味的效果很好,并且强于其他氧化剂如氯、高锰酸钾等。臭氧对各种类的原水异臭都有较好的处理效果,特别是:植物性臭(藻臭、青草臭)、鱼腥臭、霉臭、土臭、苯酚臭等[3]。 通过滤柱试验,确定了臭氧对去除原水中嗅味的性能,同时研究了臭氧与粉末活性炭联 用的除臭效果。并通过GC-MS分析原水中嗅味物质的种类。 1臭氧氧化除臭机理 1.1臭氧在水中反应的途径 臭氧具有极强的氧化能力,可以将水中大量的有机物氧化去除。研究发现,臭氧在水中去除有机物主要通过2种途径:臭氧直接氧化(D反应)和臭氧通过分解产生的羟基自由基(·OH)的间接氧化(R反应)。臭氧去除嗅味有机物的效率,实际上是D反应与R反应的叠加作用。D反应反应速度缓慢,但对氧化的有机物有选择性,而且基本上不与水中的无机物反应,是 去除水中有机物的主要反应。R反应反应速度快,氧化能力强,但反应无选择性, 不仅可以与水中有机物反应,将其氧化去除,还能与水中碳酸根和重碳酸根反应,如果臭氧分解产生的 羟基自由基可以迅速与碳酸根和重碳酸根反应,就会减少羟基对臭氧的催化分解作用。

芬顿和臭氧活性炭的对比

4.2.4污水三级处理工艺选择和确定 污水经上述工艺处理后,部分水质指标(COD、TN)仍达不到排放标准,且再经常规的混凝沉淀+过滤的深度处理工序处理后依然难以达标排放,必须先进行三级处理,然后再进行深度处理。在深度处理前进行三级处理的关键在于采取可靠手段将污水中剩余的有机物进行分解去除。这部分有机物经多次生化处理后仍无法降解,为难以生化降解的有机物,必须采取物化法(高级氧化技术)才能对其进行有效降解。常用的高级氧化技术有Fenton试剂氧化和臭氧氧化等。 Fenton试剂由亚铁盐和H2O2组成,当pH值在3左右时,H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生·OH,其氧化电位达到2.8V,是强的无机氧化剂,它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。同时,Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀,去除部分有机物。Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。但是Fenton试剂氧化处理工艺操作繁琐,需要先将污水pH值调至3左右进行氧化反应,经过氧化之后再将污水pH值调至9左右进行混凝沉淀。而且Fenton试剂氧化处理工艺运行成本相对较高,尤其是对于水量比较大的污水处理厂,正常运行期间消耗H2O2和铁盐将会大大提高污水的处理成本。 臭氧也是氧化能力很强的氧化剂,臭氧对有机物的作用程度可以分为两种:一种是在小剂量下仅将难降解有机物分解为易于生化的小分子有机物,一种是在大剂量下直接将难降解有机物分解为CO2。虽然后者工艺流程短,但能耗太高,工程运用中不宜采用;前者配以常规生化处理手段则可以即大幅度降低运行成本,又可达到处理效果,

因此可采用臭氧氧化+TBF工艺对深度处理进行强化。臭氧氧化之后再通过TBF生物滤池进行进一步的生化处理,就可以到达理想的效果。目前臭氧氧化在国内应用的比较广泛,技术也比较成熟,运行效果良好,莱西市污水处理厂(水量:10万t/d),即墨市污水处理厂(水量:20万t/d),北京市温榆河水质改善工程(水量:10万t/d),石家庄市开发区污水处理厂(水量:5万t/d)等等。 从建设投资和运行成本等方面综合考虑,本工程拟采用臭氧氧化+TBF生物滤池对污水进行三级处理。

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