1、臭氧-生物活性炭工艺内容作作 用用 机机 理理1生生 物物 再再 生生2优优 缺缺 点点4影影 响响 因因 素素3工工 程程 应应 用用51 作用机理优缺点优缺点影响因素影响因素生物再生生物再生作用机理作用机理工程应用工程应用1.1 活性炭的空隙特性大孔大孔 直径直径10010000nm 比表面积占比表面积占1%中孔中孔 直径直径2100nm比表面积占比表面积占5%.小孔小孔直径直径2nm 比表面积占比表面积占94%1.2 生物活性炭的作用机理水中反应物通过GAC外液膜层输送到炭粒表面反应物从炭粒表面传送到GAC空隙中反应物被吸附在GAC的内表面上（大、中、微孔）1.2 生物活性炭的作用机理高
2、浓度AOC，促使微生物在GAC空隙中生长，并被生物降解为CO2和H2O产生的CO2从活性炭的内表面脱吸CO2从空隙中输送到GAC外表面CO2通过炭粒外的液膜层进入水体速率控制 扩散时，经过孔隙的输送是最慢的一步，因此是确定生物活性炭过滤整体速率的关键1.2 生物活性炭作用机理 生物降解生物降解 颗粒表面、颗粒表面、 大空隙大空隙生物活性炭生物活性炭 吸附作用吸附作用 中、微孔隙中、微孔隙.1.3 O3-BAC工艺流程1.4 各部分去除对象 臭氧氧化臭氧氧化 主要对象是大分主要对象是大分子的憎水性有机物子的憎水性有机物 活性碳吸附活性碳吸附 主要对象是中间主要对象是中间分子量的有机物分子量的有机
3、物 微生物微生物 去除小分子的亲去除小分子的亲水性有机物水性有机物2 生物再生优缺点优缺点影响因素影响因素作用机理作用机理生物再生生物再生工程应用工程应用2.1 生物再生 概念： BAC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陆续空出了吸附位，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，二者相互促进，起到了生物再生作用 结果： 增多吸附容量，延长活性炭滤池的工作周期2.2 生物再生步骤u活性炭吸附有机物，液相中有机物含量减低u水中细菌附着在活性炭表面u细菌选择水中的生物易降解有机物分解，并不断繁殖；易生物降解有机物含量下降，难降解
4、有机物含量不受影响2.2 生物再生步骤u伴随液相生物易降解有机物含量下降，吸附的有机物发生解吸；解吸的有机物中易降解有机物在液相中扩散，被细菌降解u解吸后空出活性炭表面的吸附点有可吸附有机物，起到生物再生3 影响因素优缺点生物再生生物再生作用机理作用机理影响因素影响因素工程应用影响因素活性炭活性炭性质和颗粒性质和颗粒大小大小空床接触空床接触时间时间水质的影水质的影响响滤速的影滤速的影响响4 优缺点影响因素影响因素生物再生生物再生作用机理作用机理优缺点优缺点工程应用4.1 O3-BAC优点Ames致突变实验结果为阴性，常规加氯工艺为阳性致突变实验结果为阴性，常规加氯工艺为阳性有机物去除的去除率为
5、有机物去除的去除率为50%以上，比常规处理提高以上，比常规处理提高15-20% 水中氨氮和亚硝酸氨可被生物氧化为硝酸盐，从而越少了后氯化的投加量，降水中氨氮和亚硝酸氨可被生物氧化为硝酸盐，从而越少了后氯化的投加量，降低了三卤甲烷的生成量低了三卤甲烷的生成量延长了活性炭的运行寿命，可以达到延长了活性炭的运行寿命，可以达到3年（约年（约6倍），减少了运行费用倍），减少了运行费用提高对铁、锰的去除率提高对铁、锰的去除率4.2 缺 点 挂膜时间长 进水水质的pH限制 浊度对生物活性炭的影响 冲击负荷对运行效果影响 生物泄露问题 反消化的碳源不足问 题 O O3 3-BAC-BAC主要由于什么样的水源水
6、处理？主要由于什么样的水源水处理？ 5 工程应用优缺点优缺点生物再生生物再生作用机理作用机理工程应用工程应用影响因素影响因素工程应用德国缪尔霍姆水厂梅林水厂北京田村山水厂上海周家渡水厂上海周家渡水厂广州南洲水厂广州南洲水厂 杭州市南星水厂杭州市南星水厂5.1 梅林水厂 梅林水厂处理能力为60*104/d,该水厂始建于1994年,常规处理工艺为混凝、沉淀和砂滤,深度处理工艺于2003年8月开始建设,2004年12月建成并开始运行。 深圳水库是深圳市的主要供水水源,属南方地区典型的低浊、高藻、微污染类水质。虽然东深供水生物预处理工程(处理能力为400*104m3/d)的实施在一定程度上改善了深圳水
7、库的水质,但是原水中的嗅味、藻类和有机物等污染物质的浓度仍然维持在一个较高的水平,采用常规工艺处理时出水水质得不到保证。5.1 梅林水厂预臭氧接触池:2组,接触时间为4min,水深为6.0m,臭氧通过水射器投加主臭氧接触池:采用6廊道,流量为15*104m3/d,尺寸L*W*H=68.60m*32.90m* 6.0m,接触时间10.6min,采用微孔曝气器投加臭氧生物活性炭滤池:共分为2组,每组12格,单格过滤面积为96m2,接触时间、滤速及滤层厚度分别为11.3min、10.9m/h和1.85m工艺流程图5.1 梅林水厂梅林水厂梅林水厂(深度处理深度处理)5.2 上海周家渡水厂 周家渡水厂（
8、ZJD）于1999年起进行了深度处理改造工程，2001年完工。改造后水厂采用黄浦江上游原水，制水能力为10000m3/d,处理工艺分为2条处理流程。5.2 上海周家渡水厂5.2 上海周家渡水厂5.2 上海周家渡水厂5.2 上海周家渡水厂5.3 北京田村山水厂 我国第一座有臭氧、活性炭联合深度处理的较大型水厂5.4 广州南洲水厂 南洲水厂， 2003年5月进入全面规模建设，于2004年9月23日竣工投产，是广州市首间采用“O3-BAC”的饮用净水厂，处理量为100*104吨/天，是国内供水规模最大的饮用净水厂。 主要净水工艺流程：预臭氧高效网格反应+平流沉淀+V型滤池过滤+主臭氧消毒+生物活性炭过滤 5.5 O3用量比较 臭氧臭氧完全氧化有机物的剂量完全氧化有机物的剂量为为15mgO3/mgDOCO3-BAC 23mgO3/mgDOC,接触接触10 min，1mgO3/mgDOC5.6 运行成本分析 经计算,臭氧-生物活性炭深度处理工艺投运后增加的制水成本为0.106元/m3,其中电费为0.02元/ m3,氧气费为0.0132元/ m3(包括现场制氧费用和备用液氧费用),设备折旧费为0.0636元/ m3(不包括新增设备的维护费用)
