臭氧生物活性炭技术交流课件.ppt

1、臭氧生物活性炭深度处理工艺运行管理思考问题？u为什么要建设臭氧生物活性炭深度处理工艺？u臭氧生物活性炭深度处理工艺净水原理是什么？应如何调试运行？u臭氧生物活性炭深度处理工艺运行中可能会存在哪些隐患？应如何应对？u活性炭滤池前置、后置？下向流、上向流？三种工艺流程有何不同？交流内容O3-BAC工艺简介工艺简介1O3-BAC工艺调试与运行工艺调试与运行2活性炭的特性及选型活性炭的特性及选型34不同工艺流程的比较分析不同工艺流程的比较分析交流内容O3-BAC工艺简介工艺简介1O3-BAC工艺调试与运行工艺调试与运行2活性炭的特性及选型活性炭的特性及选型34不同工艺流程的比较分析不同工艺流程的比较分

2、析臭氧生物活性炭深度处理工艺臭氧生物活性炭深度处理工艺为什么要建臭氧生物活性炭？感官指标色度高明显泥土气味铁锰含量较高CODMnNH3-N微污染原水微污染原水为什么要建臭氧生物活性炭？原水突发性事件原水突发性事件近年来原水突发性污染事件频发，应加强水源地建设与水厂净水工艺改造，提高抗风险能力。为什么要建臭氧生物活性炭？u生活饮用水水质卫生要求，是指在居民取水点居民取水点处的水质应符合GB5749-2006的要求。uGB5749-2006是我国保障饮用者饮水安全的基本技术文件，为强制执行的标准，具有法律效力法律效力。u常规指标常规指标：指能反映生活饮用水水质基本状况的水质指标。u非常规指标非常规

3、指标：根据地区、时间或特殊情况需要实施的生活饮用水水质指标。GB5749-2006GB5749-2006GB5749-2006GB5749-2006为什么要建臭氧生物活性炭？指标类别指标类别GB5749-1985GB5749-2006生物学指标生物学指标26消毒剂消毒剂14毒理学指标毒理学指标无机化合物无机化合物15107421有机化合物有机化合物553感官性状和一般理化指标感官性状和一般理化指标1520放射性物质放射性物质22总计总计35106为什么要建臭氧生物活性炭？u微生物指标增加了大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭贾第鞭毛虫毛虫和隐孢子虫隐孢子虫；修订了总大肠菌群；u饮用水消毒剂增加了

4、一氯胺、臭氧、二氧化氯；u毒理指标中无机化合物增加了溴酸盐溴酸盐等，修订了硝酸盐等；有机物化合物增加了甲醛甲醛、三卤甲烷、五氯酚、敌敌畏等，修订了四氯化碳；u感官性状和一般化学指标增加了耗氧量耗氧量、氨氮氨氮等，修订了浑浊度。GB5749-2006由于常规净水工艺以去除浊度及灭活细菌为主，对于溶解性有机物、NH3-N的去除能力十分有限，微污染原水经常规工艺处理后，出厂水无法达到GB5749-2006的要求。取水泵房取水泵房混凝沉淀混凝沉淀过滤过滤清水库清水库出水常规处理工艺的技术局限常规处理工艺的技术局限为什么要建臭氧生物活性炭？江苏省优质供水要求江苏省优质供水要求为什么要建臭氧生物活性炭？全

5、面推进城市供水深度处理改造全覆盖，力争5年后自来水出厂能“直接喝”为什么要建臭氧生物活性炭？臭氧生物臭氧生物活性炭活性炭深度处理深度处理微污染原水水质突发事件GB5749-2006严格规定常规处理工艺技术局限江苏省优质供水要求臭氧生物活性炭深度处理工艺为什么要建臭氧生物活性炭工艺臭氧生物活性炭工艺净水原理臭氧生物活性炭工艺净水原理 O3-BAC工艺运行主要影响因素臭氧生物活性炭工艺原理取水泵房取水泵房预臭氧接触池预臭氧接触池沉淀池沉淀池石英砂滤池石英砂滤池后臭氧接触池后臭氧接触池活性炭滤池活性炭滤池清水库清水库出水臭氧生物活性炭工艺流程臭氧生物活性炭工艺流程臭氧净水机理臭氧净水机理臭氧生物活性

6、炭工艺原理u臭氧的氧化还原电位为2.076mV，具有非常强的氧化能力u臭氧能够有效的杀灭水中的微生物、细菌及藻类u臭氧能够有效的降低过程水的色度、嗅味嗅味及铁锰离子浓度u预臭氧具有明显的助凝作用，能够有效的降低混凝剂投加量u后臭氧能够通过氧化作用将大分子难降解污染物转化成小分子易降解污染物，提高后续生物活性炭的氧化降解能力u在实际生产运行中，应根据水质情况及时调整臭氧投加量臭氧投加量活性炭净水机理活性炭净水机理臭氧生物活性炭工艺原理u活性炭具有非常强吸附能力，能迅速吸附吸附水中的污染物；u活性炭能富集富集水中的微生物微生物，从而形成生物活性炭；u活性炭表面的生物膜生物膜具有生物吸附生物吸附和生

7、物氧化降解生物氧化降解的双重作用，炭层中的生物膜对活性炭活性炭具有再生再生作用。臭氧与活性炭的联合作用臭氧与活性炭的联合作用臭氧生物活性炭工艺原理u臭氧的投加可以为后续的生物活性炭处理提供充足的氧氧；u臭氧可以将难生物降解的化合物转化化合物转化成易于生物降解的有机化合物，促进后续生物活性炭处理效率；u活性炭可吸附、浓缩浓缩水中的污染物污染物，又是生物生物的载体载体；u生物活性炭可以有效降解AOC，提高出水的化学安全性化学安全性。臭氧生物活性炭工艺原理臭氧生物活性炭净水机理臭氧生物活性炭净水机理臭氧生物活性炭深度处理工艺O3-BAC工艺运行主要影响因素u原水水质原水水质：水中有机物的组成和特性、

8、水温等；u净水工艺净水工艺：净水工艺流程；u炭滤池工艺参数工艺参数及及活性炭活性炭：炭滤池工艺参数、活性炭性质。交流内容O3-BAC工艺简介工艺简介1O3-BAC工艺调试与运行工艺调试与运行2活性炭的特性及选型活性炭的特性及选型34不同工艺流程的比较分析不同工艺流程的比较分析不同类型活性炭滤池的比较分析不同类型活性炭滤池的比较分析不同类型活性炭的表面特征分析柱状破碎炭颗粒活性炭外观颗粒活性炭外观压块破碎炭不同类型活性炭的表面特征分析柱状破碎炭空白活性炭的空白活性炭的SEMSEM扫描扫描压块破碎炭不同类型活性炭的表面特征分析柱状破碎炭空白活性炭的空白活性炭的AFMAFM分析分析压块破碎炭压块破碎

9、炭表面起伏较大，高低极差超过1500nm，突起较多，而柱状破碎炭炭的表面较为平滑，起伏较小，高低极差在700nm左右。不同类型活性炭滤池的比较分析柱状破碎炭表面活性炭的表面活性炭的SEMSEM扫描扫描压块破碎炭活性炭表面粘附着了大量的球菌、杆菌以及丝状菌等，而且压块破碎炭表面的微生物附着量及密度要高于柱状破碎炭表面。不同类型活性炭的微生物附着情况不同类型活性炭的微生物附着情况活性炭表面微生物量分析活性炭表面微生物量分析在不同的炭滤池深度，压块破碎炭的生物附着量均高于柱状破碎炭。不同类型活性炭的生物附着情况（4#为压块破碎炭，16#为柱状破碎炭）不同类型活性炭滤池的比较分析不同类型活性炭的COD

10、Mn、NH3-N去除情况不同类型活性炭的运行效果比较在取样期间内，压块破碎炭对于CODMn及NH3-N的处理效果略高于柱状破碎炭，但区别不大。处理效果处理效果细菌泄露情况细菌泄露情况活性炭表面的生物膜在降解污染物的同时也给出水带来了生物安全性风险。在该取样周期内活性炭滤池出水中的异养菌总数随着运行时间而明显增加，且远远超过相关国家标准，因此运行周期的控制及出厂水的消毒就显得极为重要。同一运行周期内活性炭滤池的异养菌泄露情况不同类型活性炭的运行效果比较交流内容O3-BAC工艺简介工艺简介1O3-BAC工艺调试与运行工艺调试与运行2活性炭的特性及选型活性炭的特性及选型34不同工艺流程的比较分析不同

11、工艺流程的比较分析O3-BAC工艺调试与运行臭氧生物活性炭工艺调试臭氧生物活性炭工艺运行控制 O3-BAC工艺微型动物泄露与控制某水厂深度处理生产运行情况分析O3-BAC工艺调试与运行臭氧生物活性炭工艺调试臭氧生物活性炭工艺调试臭氧生物活性炭工艺运行控制 O3-BAC工艺微型动物泄露与控制某水厂深度处理生产运行情况分析u无论采用何种活性炭，运行初期炭滤池出水的pH均会显著升高，超过GB5749-2006中关于出厂水pH值为6.5-8.5的相关规定。因此，在生物活性炭滤池工艺调试期间，需要对活性炭进行预处理以降低其出水的pH值。u比较常用的方法有：酸洗法、水浸泡法（连续浸泡和间歇浸泡）和水稀释法

12、。活性炭运行初期活性炭运行初期pHpH的控制的控制臭氧生物活性炭工艺调试u生物挂膜一般有人工投加菌种挂膜和动态培养自然挂膜2种方法。u生物活性炭挂膜主要受进水水质和滤池运行参数的影响。u生物活性炭挂膜过程中异养菌和自养菌（亚硝酸细菌和硝化细菌）的生长，氮的形态的转化以及NO2-N积累问题与控制。u如何判断活性炭表面生物膜是否生长成熟？COD，NH3-N，NO2-N，生物镜检。生物活性炭挂膜生物活性炭挂膜臭氧生物活性炭工艺调试O3-BAC工艺调试与运行臭氧生物活性炭工艺调试臭氧生物活性炭工艺运行控制臭氧生物活性炭工艺运行控制 O3-BAC工艺微型动物泄露与控制某水厂深度处理生产运行情况分析u预臭

13、氧与后臭氧臭氧投加量的控制；u水厂加氯加氯随季节水质变化的控制；u臭氧生物活性炭工艺各处理构筑物构筑物的运行管理；u活性炭滤池运行参数运行参数的调控；臭氧生物活性炭工艺运行控制相关运行参数的调控相关运行参数的调控u原水溴离子含量超过50ug/L时有超标风险；u控制臭氧的总投加量；u投加硫酸铵；u投加双氧水。臭氧生物活性炭工艺运行控制溴酸盐控制溴酸盐控制O3-BAC工艺调试与运行臭氧生物活性炭工艺调试臭氧生物活性炭工艺运行控制 O3-BAC工艺微型动物泄露工艺微型动物泄露与控制与控制某水厂深度处理生产运行情况分析取水泵房取水泵房预臭氧接触池预臭氧接触池沉淀池沉淀池石英砂滤池石英砂滤池后臭氧接触池

14、后臭氧接触池活性炭滤池活性炭滤池清水库清水库矾液加氯加氨出水炭滤池作为最后一级处理工艺最后一级处理工艺，某些耐氯性耐氯性微型动物如果进入管网中，必然会对饮用水的感观及安全性构成严重威胁。出厂水微型动物泄露风险出厂水微型动物泄露风险O3-BAC工艺微型动物泄露与控制u微型动物种类繁多，分布广泛，在世界各地的湖泊、水库等地表水中均能发现。u水温是影响微型动物水平分布的一个重要因素。此外，微型动物的群落结构还与原水水质密切相关。u当采用湖泊、水库等地表水水作为饮用水水源时，微型动物将不可避免的进入到饮用水处理系统中。水源中存在的广泛性水源中存在的广泛性O3-BAC工艺微型动物泄露与控制u微型动物生长

15、环境发生变化，进入混凝沉淀后，一部分被明显的去除，另外，某些微型动物会在净水构筑物中生长繁殖。u在常规水处理工艺中，砂滤池是去除颗粒物的最后屏障，滤砂的性质及运行参数对微型动物的迁移转化具有重要影响。常规处理工艺的影响常规处理工艺的影响O3-BAC工艺微型动物泄露与控制u一定量的微型动物存在于滤池中有利于生物净化，但密度过高，则会带来不利影响。u生物活性炭滤池中微型动物生长受到进水微型动物密度、水温、反冲洗、运行时间等因素的影响。u臭氧活性炭工艺在我国的应用日益广泛，由于生物活性炭滤池微型动物孳生繁殖引起的水质问题将日益突出。活性炭滤池中的生长繁殖活性炭滤池中的生长繁殖O3-BAC工艺微型动物

16、泄露与控制u微型动物对饮用水水质的影响首先表现在对感官的影响，导致用户对水质的抱怨和投诉，甚至引起社会恐慌。u微型动物对生活饮用水质影响的另一个重要方面是致病风险:直接致病（两虫）、间接致病。u微型动物即使已经被加氯灭活，在管网中仍可以作为细菌等微生物的生长基质，影响水厂最终的供水水质。饮用水中微型动物的危害饮用水中微型动物的危害O3-BAC工艺微型动物泄露与控制u预氧化与混凝沉淀的协同作用；u优化砂滤池的运行管理；u控制炭滤池中微型动物的过度孳生（砂垫层）；u水处理工艺的优化控制（膜处理工艺、活性炭池结合后续砂滤池过滤的组合工艺）。饮用水中微型动物的控制饮用水中微型动物的控制O3-BAC工艺

17、微型动物泄露与控制O3-BAC工艺调试与运行臭氧生物活性炭工艺调试臭氧生物活性炭工艺运行控制 O3-BAC工艺微型动物泄露与控制A水厂生产运行情况分析水厂生产运行情况分析A水厂生产运行情况分析工艺处理效果工艺处理效果对引起水中色度的腐殖酸物质，臭氧能够破坏其炭炭双键、苯环等生色基团，一日生色基团遭破坏，水中的色度即可大幅度降低。此外，臭氧还也可以氧化铁和锰等无机成色离子，因此臭氧生物活性炭工艺可以很好的降低水中的色度。2011年度深度处理与常规处理出厂水色度比较集臭氧氧化、活性炭吸附及生物降解于一身的臭氧生物活性炭深度处理工艺可以大大降低出厂水中的CODMn。A水厂生产运行情况分析工艺处理效果

18、工艺处理效果深度处理的的矾基单耗明显低于常规处理工艺，臭氧生物活性炭工艺在水温适宜季节具有明显的助凝作用，能够节约矾基50%左右。2011年度6-8月份矾基单耗的比较情况A水厂生产运行情况分析工艺处理效果工艺处理效果原水中氨氮的去除效果受水温影响明显，当水温10时，炭滤池出水的氨氮可以稳定达到新国标要求。但在水温较低时，硝化细菌的生长受到抑制，且活性较低，因此氨氮去除效果 下 降，炭 滤 池 出 水 氨 氮0.5mg/L。2011年9-12月份炭滤池出水的NH3-N情况A水厂生产运行情况分析工艺处理效果工艺处理效果u臭氧投加量的控制 预臭氧0.5-0.8mg/L，后臭氧0.8-1.2mg/L。

19、u加氯加氨随季节水质变化的控制 控制出厂水氨氮小于0.5mg/L，余氯满足要求。u炭滤池运行周期的调控 水温稳定在25时，炭滤池运行周期为72h。A水厂生产运行情况分析工艺运行控制工艺运行控制u高温期间藻类孳生u砂滤池中出现沙蚕u低温期间出厂水氨氮可能超标u微型动物泄露隐患A水厂生产运行情况分析存在问题与应对措施存在问题与应对措施交流内容O3-BAC工艺简介工艺简介1O3-BAC工艺调试与运行工艺调试与运行2活性炭的特性及选型活性炭的特性及选型34不同工艺流程的比较分析不同工艺流程的比较分析取水泵房取水泵房预臭氧接触池预臭氧接触池沉淀池沉淀池石英砂滤池石英砂滤池后臭氧接触池后臭氧接触池下向流下

20、向流活性炭滤池活性炭滤池清水库清水库出水臭氧生物活性炭工艺流程一臭氧生物活性炭工艺流程一不同工艺流程的比较分析传统流程，炭滤池进水水质较好，具有生物泄露风险。取水泵房取水泵房预臭氧接触池预臭氧接触池沉淀池沉淀池后臭氧接触池后臭氧接触池下向流下向流活性炭滤池活性炭滤池石英砂滤池石英砂滤池清水库清水库出水不同工艺流程的比较分析臭氧生物活性炭工艺流程二臭氧生物活性炭工艺流程二改进流程，生物安全性较高，但炭滤池运行可能存在堵塞现象。不同工艺流程的比较分析臭氧生物活性炭工艺流程二臭氧生物活性炭工艺流程二净水厂处理规模（万m3/d)原水福州东南水厂15闽江下游上海徐泾水厂4淀浦河（已换成青草沙）上海闵行水

21、厂60黄浦江杭州清泰水厂30钱塘江u某些微型动物耐氯性较强，需要较大的CT值才能降低其活性甚至灭活；u浮游微型动物迁移能力较强，其活性较高的个体具有穿透砂滤池的风险；u加氯灭活和砂滤拦截实现了对微型动物的协同控制作用:砂滤可延长加氯灭活的接触时间,加氯灭活则通过降低微型动物的迁移能力提高了砂滤拦截效果.加氯灭活与砂滤拦截的协同作用加氯灭活与砂滤拦截的协同作用不同工艺流程的比较分析臭氧生物活性炭工艺流程二臭氧生物活性炭工艺流程二u在炭砂倒置工艺中，沉淀池出水直接进入臭氧生物活性炭系统，对混凝沉淀效果提出了更高的要求（浊度、余氯等）。u在低温期间，沉淀池出水中颗粒物往往较多，将会影响炭滤池的运行周

22、期，但同时活性炭表面的微生物生长代谢缓慢且活性较低，炭滤池运行周期及反冲洗参数的控制就显得尤为重要。u建议取消炭滤池的砂垫层、优化过滤水头分配。不同工艺流程的比较分析运行隐患与应对运行隐患与应对臭氧生物活性炭工艺流程二臭氧生物活性炭工艺流程二取水泵房取水泵房预臭氧接触池预臭氧接触池沉淀池沉淀池后臭氧接触池后臭氧接触池上向流上向流活性炭滤池活性炭滤池石英砂滤池石英砂滤池清水库清水库出水不同工艺流程的比较分析臭氧生物活性炭工艺流程三臭氧生物活性炭工艺流程三活性炭滤池采取上向流微膨胀形式，近年来得到大规模推广应用。不同工艺流程的比较分析臭氧生物活性炭工艺流程三臭氧生物活性炭工艺流程三净水厂处理规模（万m3/d)原水南通崇海水厂80长江南京龙潭水厂40长江郑州刘湾水厂40南水北调郑州柿园水厂32黄河水不同工艺流程的比较分析臭氧生物活性炭工艺流程三臭氧生物活性炭工艺流程三相应的水头损失也较小，可不建中间提升泵房，有效降低工程造价和水厂的生产运行成本；不需设水反冲洗设施，仅保留了气冲设施；连续的进水微膨胀，可避免微生物的过度生长，防止炭床中高等级生物的繁殖；基本不具备除浊功能，后续砂滤池前往往需要助滤；对所用活性炭活性炭提出了更高要求：强度高强度高(可减少磨损)、粒径适宜，均匀度高均匀度高。