生物活性炭技术及在污水处理中的应用

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1、城市给排水生物活性炭技术及在污水处理中的应用兰淑澄提要从实际应用角度出发在目前有关机理研究的基础上根据研究成果及实际应用经验对生物活性炭用于污水处理及再生的适用范围!条件及与其他技术配合等方面进行论述与分析并举例说明∀关键词生物活性炭污水处理再利用生物活性炭是世纪年代发展起来的去除水中有机污染物的一种新工艺∀年由美国学者米勒•和瑞士首次采用了/生物活性炭0√≤缩写为≤这一术语∀目前这一新工艺已在世界许多国家实际应用于污染水源净化!工业废水处理及再生等方面∀我国研究

2、及应用生物活性炭技术已有多年的历史∀虽然对其机理的解释在国内外均尚不统一但在实际应用中它显示出的优越性是众所公图生物活性炭的相互作用简化模型示意认的∀子量!分子极性!分子结构等有关∀生物活性炭≤目前国内用于水处理的活性炭其微孔比较发活性炭最初在欧洲用于给水净化即在臭氧工达一般占比表面积分配的以上但过渡孔中艺后设置粒状活性炭吸附装置即指与臭氧氧化联孔只占以下∀对于废水处理需要比孔容积合使用的活性炭工艺∀1活性炭这样大分子和大分子量的有机近年来由于附着生物膜的活性炭处理水的实污染物才能被吸附∀例逐渐多起来因此生物活性炭

3、≤技术可定义1活性炭对溶解氧的作用为利用具有巨大比表面积及发达孔隙结构的活性主要是化学吸附这部分氧有时可起到催化作炭对水中有机物及溶解氧有强的吸附特性以及将用∀其作为载体是微生物集聚!繁殖生长的良好场所在适当的温度及营养条件下同时发挥活性炭的物1微生物与溶解氧的作用当水中溶解氧足够时好氧微生物得以生长溶理吸附作用和微生物生物降解作用的水处理技术或称为生物活性炭法∀解氧不足时兼性微生物及厌氧微生物得以生长∀生物活性炭机理的分析1微生物与污染物质的相互作用生物活性炭法处理水的过程涉及活性炭颗粒!微生物对基质的降解过程是微生物获取能量和微生物!

4、水中污染物基质及溶解氧个因素在水营养的过程但有时基质也可以是微生物代谢活动溶液中的相互作用∀图为生物活性炭法的相互作的抑制剂∀因此通常用≤的比值近似地用简化模型示意∀衡量污水中污染物质是否容易被微生物所降解∀1活性炭与污染物之间的相互作用1微生物与炭颗粒的相互作用属于单纯活性炭吸附与活性炭的比表面积!孔11活性炭对微生物的吸附隙结构!表面化学性质有关与污染物的溶解度!分活性炭对水中微生物有很好的吸附作用∀包括给水排水ςολ128Νο11220021对细菌!真菌!原生动物!藻类及病毒等∀影响活性以降解水中的有机物质同时也降解炭内已吸附的炭对微生物

5、吸附的主要因素有微生物的特征与浓有机物质∀由于炭表面微生物膜内的有机污染物质度活性炭的特性及环境条件等∀浓度最低所以引起水中有机物借助液相中的浓差11微生物对活性炭吸附作用的影响推动力和炭对有机物的吸附势能向炭表面微生物好氧微生物的存在可以提高活性炭的吸附膜扩散同时炭内已吸附的有机物则由于其表面的容量延长活性炭的使用寿命∀厌氧及兼氧微生物浓度差而获得保持吸附平衡的解吸力也向炭表面的存在将使废水中一些化合物还原如对≥微生物膜扩散∀此时微生物在水和炭两个方向的有机物扩散供给下得到充足的营养生物活性高!繁及等有时会对吸附装置

6、的正常运行带来麻烦∀殖快在适宜的环境下提高了活性炭的吸附容量∀炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常生物活性炭工艺的特点吸附过程∀活性炭的吸附速率主要取决于过渡孔适用于低浓度有机废水的深度处理∀一般中孔及微孔的吸附速率炭表面生长的微生物主情况下微生物对有机物的降解存在一个最小基质要在活性炭外表面及大孔内∀活性炭表面上的微生浓度水中有机物低于这一浓度时微生物降解反应物量与水中基质浓度有关通过控制适当的基质浓速率很低∀由于≤对水中有机物有较好的吸附度以及在操作上采用相应的措施如定期反冲炭床性能炭表面对有机物的富集提高了微生物的降解等这样就对活性炭

7、吸附速率的影响不大∀但到目速率∀对于城市污水及工业废水的二级处理出水前为止人们还没有研究出基质浓度∗活性炭外膜有机物浓度低且可生化性差∀采用≤可有效地传质速率或生物膜厚∗活性炭外膜传质速率的定量去除有机污染物处理出水达到回用水水质指标∀关系∀提高活性炭的吸附容量和通水倍数大大延活性炭吸附与微生物降解的协同作用∀≠长活性炭使用周期降低了活性炭再生成本∀生物活性炭胞外酶再生假说∀年°和≤法运行稳定去