臭氧- 生物活性炭在给水处理中的应用

《臭氧- 生物活性炭在给水处理中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、臭氧-生物活性炭在给水处理中的应用　　　摘要　介绍了臭氧-生物活性炭工艺和国内外的研究进展,并就目前臭氧-生物活性炭工艺存在的问题以及今后发展的方向提出了自己的方法．关键词　臭氧-生物活性炭,给水处理我国长期以来重视水厂的建设,忽视污水的处理[1],许多城市和地区的水资源受到严重威胁,饮用水源的水质指标持续恶化,如珠江水域全年有16项指标的超标率达2613%～3617%[2],某些断面检测出的有机污染物达155种之多[3],常规的处理流程难以达到饮用水标准1许多自来水厂,如广州员村水厂于1995年改成供应工业水[3],或者将取水口上移,广州南部水厂的永久取水点就设在距离广州市

2、40km的顺德水道,因此解决广州市的水质性缺水深度和处理水源水问题成为一件迫在眉睫的大事．1　常规的给水处理工艺目前,我国大部分城市的水厂都是沿用原水→混凝→沉淀→过滤→加氯消毒的传统工艺,这种工艺对降低水的浊度,灭菌消毒卓有成效,但人们逐渐发现,随着水中有机污染物的增加,液氯与有机物生成三氯甲烷、溴亚氯甲烷、亚溴氯甲烷等致突变的有机活性物质,其中三氯甲烷由原水中的019μg/kg增加为127μg/kg(两次加氯后)[4],前后三氯甲烷的含量增加为原来的百倍以上1实验结果证实,物质的致癌性与致突变性有一定的联系[5,6],长期饮用,必将带来严重的后果,因此必须改革传统的消毒工

3、艺,有效地去除水中的有机污染物．2　臭氧-活性炭处理工艺的提出　　国内外在探讨饮用水处理新工艺方面开展了大量的工作1主要有:(1)改换滤料或采用多层滤料,即从过滤操作入手,强化过滤效果,如:用活性炭替换石英砂[7],将活性炭与硅藻土联用[8],活性炭与石英砂联用[9],利用活性炭优良的吸附性能去除水中溶解性的有机物1但这种工艺中滤料的使用周期较短,需要不断地反复冲洗,多次使用后再生困难,所以运行成本高．(2)将生物接触氧化、生物滤池、生物转盘、生物流化床法等废水的生物处理方法引入给水处理工艺中．同济大学、清华大学进行了生物预处理和接触氧化的研究[2,10,11],广州市自来水

4、公司和中南市政设计院等还进行了生物接触氧化的研究[2]、生物预处理的中试[12],结果表明这些办法对氨氮的去除效果好,有机物的去除效果一般,最后加氯消毒后依然产生许多致突变的物质1而且这种方法占地面积大,我国有许多老水厂都修建在市区,地方有限,不可能再修建较大的处理工程．(3)从消毒工艺入手,寻找液氯的替代品1二氧化氯国外使用比较广泛,但它必须现场制备,成本较高1氯胺和高锰酸钾的研究还不成熟,产物的性质有待进一步研究,如二氧化氯生成的副产品-亚氯酸盐和氯酸盐是美国环保局严格控制的物质[13]1若单纯采用臭氧做消毒剂,由于臭氧在水中的性能不稳定,后面还必须加液氯作为最终的消毒剂

5、,仍然和水中没有去除的有机物生成可突变的活性物质．(4)将臭氧与活性炭工艺结合起来11969年西德的不来梅水厂发现,将臭氧与活性炭(此处为生物活性炭)处理连接起来,可以达到多重效果[4]．常用的流程如下:原水→臭氧预氧化→砂过滤→生物活性炭过滤→臭氧氧化→后氯化3　臭氧-活性炭处理工艺流程中各部分操作的作用3.1　臭氧预氧化　　(1)臭氧氧化后生成的氧气无毒、无害,而且为后面活性炭上附着的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源,防止水体发臭．(2)臭氧同时氧化水中溶解性的锰和铁,生成难溶性的氧化物,提高砂过滤的效果,使锰、铁的去除率增加[14]．(3)臭氧作为一种强氧化剂,能氧化分解

6、水中的高分子有机物,如:腐植酸等,分解后的小分子有机物容易被活性炭吸附13.2　砂滤沿袭传统的工艺,降低水的浊度．3.3　生物活性炭　　(1)除臭、除味1活性炭作为一种多孔的物质,能够吸附水中浓度较低、其它方法难以去除的物质,如二甲基异次醇、土味素等,所以即使在枯水季节,也能保证较好的水质．(2)去除合成洗涤剂(烷基苯磺酸钠,ABS)1随着合成洗涤剂在工业、生活中使用量的加剧,原水中ABS的浓度不断增加,活性炭吸附是一种有效的途径．(3)生化降解的作用1活性炭空隙多,比表面积大,成为细菌栖息的好场所1而水中的有机污染物在活性炭表面浓缩,为细菌的生长提供物质条件,因此活性炭出水

7、的细菌增加,滤床有粘膜出现,造成水质变坏甚至阻塞滤床1若将此不利因素化为有利条件,提供足够的氧气(臭氧氧化后的产物)来促进细菌的降解作用,使吸附后的有机物迅速分解,减少活性炭的吸附负荷,大大地延长活性炭的使用周期．(4)活性炭附着的硝化菌还可以转化水中的氨类化合物,降低水中氨-氮(NH3-N)的浓度．3.4　臭氧氧化臭氧的氧化性强于液氯,它破坏细菌体上的脱氢酶,干扰了细菌的呼吸作用,从而导致细菌的死亡[9],而且臭氧反应后没有有致突变性的物质产生,因此将生物活性炭过滤后的水用臭氧消毒非常安全13.5　后