水厂臭氧-生物活性炭工艺对短链PFCs及DOM去除特性的中试

全氟化合物(PFCs)在水环境中广泛分布并存在潜在毒性,活性炭吸附是目前被认为从饮用水中去除PFCs的有效技术之一。然而,关于臭氧-生物活性炭(O3-BAC)在实际水体中对短链PFCs去除特性的研究较少,因此在目前地表水环境中短链PFCs的污染水平不断升高的背景下,亟需评估该工艺的应用效果。文中以水厂砂滤产水为水源,研究了3种短链PFCs(PFBA、PFPeA、PFHxA)和溶解性有机物(DOM)在连续运行90 d的O3-BAC中试装置中的去除效果,同时探讨了关停臭氧和臭氧的投加量对短链PFCs和DOM去除效果的影响。结果表明,随着运行时间的延长,3种短链PFCs在O3-BAC中试中的去除率显著下降并且出现了PFCs穿透和解吸附现象,去除率下降程度为:PFBA>PFPeA>PFHxA,而DOM相关的DOC、UV_(254)和Φ_((T,n))指标的去除率下降程度则相对缓慢。臭氧的投加能够氧化DOM从而改善短链PFCs在炭滤中的吸附去除,关停臭氧后流入炭滤的DOM会抢占已吸附短链PFCs的吸附位点,使PFCs解吸附提前发生。过高的臭氧投加量又会使更具竞争性的低分子量有机物增多,从而削弱炭滤对短链PFCs的去除能力。

臭氧-生物活性炭工艺的关键影响因素研究进展

作为现今净水厂深度处理的主流技术,臭氧-生物活性炭工艺通过将臭氧氧化、活性炭吸附降解联用,具有绿色、高效、处理效果好等优点。本文对O_(3)-BAC工艺的关键影响因素--臭氧氧化副产物及活性炭理化性质进行了探讨,综述了臭氧氧化有机污染物的过程,副产物对活性炭吸附以及生物降解的影响,深入分析了活性炭孔隙结构、官能团、π电子供受体及表面电荷等理化性质对其吸附以及生物降解过程的影响,对O_(3)-BAC工艺设计提出了合理建议。

臭氧-上向流生物活性炭-砂滤工艺长期运行效果研究

分析了臭氧-上向流生物活性炭-后置砂滤组合工艺对有机物的去除效果,考察了不同进水浊度对组合工艺运行效果的影响,分析了臭氧氧化池溴酸盐生成量。结果表明,组合工艺可以承受3.0~7.5NTU浊度变化的冲击;长期运行结果显示,组合工艺对有机物指标有较好的去除效果,较高的温度有利于水中有机污染物的去除;臭氧进水浊度小于4 NTU时,组合工艺出水中CODMn、UV254和TOC的含量分别为1.25mg/L、0.017cm^(-1)、1.539mg/L,组合工艺出水溴酸盐长期均低于5μg/L,符合国家水质标准的要求。

煤基活性炭在臭氧-生物活性炭净水工艺中的应用及展望

水源水污染的加剧及用水标准的提高,使高效、经济的臭氧-生物活性炭(O_(3)-Biological Activated Carbon,O_(3)-BAC)饮用水深度净化工艺应用更加广泛。基于O_(3)-BAC工艺及净化机制,讨论煤基活性炭的作用和失效判断方法,分析净水用活性炭关键影响因素。结合煤基压块活性炭的生产工艺、所用原料煤及配煤调节孔结构的研究现状,展望了煤基活性炭在O_(3)-BAC净水工艺中的发展趋势。活性炭在O_(3)-BAC工艺中具有吸附、协同及生物载体作用,对溶解性有机物、异味和消毒副产物都有较好的净化效果。漂浮率、强度、装填密度及孔结构是O_(3)-BAC用活性炭关键指标,压块活性炭孔隙可调、强度高、漂浮率低,表面粗糙截污能力强,依托国内稀缺的原料煤资源生产的活性炭有望满足O_(3)-BAC工艺对活性炭组成性能指标的严苛要求。由于利用配煤技术很难在工业生产规模上准确、量化地调控活性炭孔结构,O_(3)-BAC滤池中采用活性炭混配技术是目前可行的解决方案,值得进一步研究。此外,现有的活性炭标准体系尚不能全面涵盖生产、应用的各个环节,需尽快研究制定滤池反冲洗、活性炭服务期限、再生技术指标等标准。

臭氧-上向流生物活性炭工艺运行参数的优化

以典型含氮消毒副产物(N-DBPs)--二氯乙腈(DCAN)和二氯乙酰胺(DCAM)前体物的去除为目标,综合考虑浑浊度、CODMn、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)等指标的去除效果。通过调整臭氧投加量、上升流速、反冲洗周期、反冲洗时间4个因素,研究臭氧-上向流生物活性炭(O3-UBAC)工艺对典型N-DBPs的去除效果,确定O3-UBAC工艺的最佳运行参数:在春季和秋季时,最佳臭氧投加量为1.2 mg/L,最佳上升流速为9 m/h,最佳反冲洗周期为11 d;在夏季藻类暴发时,最佳臭氧投加量为1.6 mg/L,最佳上升流速为10 m/h,最佳反冲洗周期为9 d;在初冬蟹塘排水时,最佳臭氧投加量为1.5mg/L,最佳上升流速为8 m/h,最佳反冲洗周期同夏季,为9 d。春夏秋冬四季O3-UBAC工艺的最佳水反冲洗时间为30 min。

后置下向流臭氧-生物活性炭工艺深度处理工程应用

针对水源水质存在的微污染问题及出水水质提升的需求,在水厂常规处理工艺基础上增加了后置下向流臭氧-生物活性炭深度处理工艺,解决了一般常规处理工艺难以消除的微污染问题,使处理水质得到了全面提升。工艺设计上对布置形式、池型选择、设计参数、设备选型进行了优化,将深度处理工艺后置,采用较厚炭层和砂层的下向流活性炭翻板滤池,并在预臭氧和后臭氧-炭滤工艺处分别设置超越管,保证了深度处理效果优良及工艺运行操作灵活。通过对工艺的技术和经济分析总结,为水质提升工程提供应用经验。

预臭氧与后臭氧-生物活性炭联用工艺研究

利用静态批量和动态连续试验初步研究了预臭氧及预臭氧与后臭氧-BAC组合工艺对南方某含溴离子水库水的处理效果和相应的处理条件.静态实验结果表明,预臭氧反应量在0.5～1.0mg/L范围内,在有效去除消毒副产物(DBPFP,主要包括THMFP和HAAFP)的同时,臭氧副产物溴酸可以控制在10μg/L以下,而继续增加臭氧反应量则会导致DBPFP的增加.当水中溴离子浓度达到96μg/L时,使用臭氧必须采取溴酸控制措施.连续动态实验结果表明,预臭氧与臭氧-生物活性炭组合工艺对于2μm以上颗粒物、CODMn、TOC等的去除均有明显的效果,可以进一步抑制DBPs的形成.

臭氧-生物活性炭对有机物分子量分布的影响

测定了南方某水厂中试规模的臭氧-生物活性炭工艺不同处理阶段(原水、沉淀水、砂滤水、臭氧化水、生物活性炭出水)有机物(TOC和UV254)的分子量(MW)分布.分析了原水中生物可同化有机碳(AOC)的分子量分布.结果表明,AOC主要属于天然有机物(NOM)中MW<1kDa的部分.MW<1kDa的部分占可溶解性有机碳(DOC)的53%～67%,而AOC只占DOC的2.65%～5.91%,表明去除大部分DOC的臭氧-生物活性炭工艺并不能有效去除AOC.

臭氧-生物活性炭组合工艺中最佳臭氧投加剂量的确定

在水处理过程中投加臭氧，可提高饮用水的可生物降解性．臭氧氧化后继的生物过滤，可以减少水中可生物降解有机物数量，提高饮用水的生物稳定性．试验表明，臭氧投加量2～8mg／L可使AOC—P17，AOC-NOX和BDOC分别增加20．9％～85．5％，42．1％～158．2％和21．4％～84．4％．臭氧投加量为3mg／L时，AOC和BDOC增加得最多，即3mg／L的臭氧投量为最佳投加剂量．生物活性炭滤柱（BAC）出水AOC浓度（乙酸碳）均低于50μg／L，在35．9～46．6μg／L之间，属于生物稳定性水质．

采用“臭氧-粉末活性炭-曝气生物滤池”组合工艺深度处理印染废水

采用"臭氧-微量粉末活性炭-曝气生物滤池"组合工艺,考察了苏南某污水处理厂二级出水深度处理的运行效果及作为回用水的可行性。结果表明,当投加的臭氧和粉末活性炭质量浓度分别为25mg/L和20 mg/L,曝气生物滤池的水力停留时间为6 h,气水比为3∶1时,组合工艺出水的ρ(COD)和ρ(NH3-N)平均值分别为49 mg/L和0.28 mg/L,出水平均色度为7,平均脱色率达90%,满足回用水水质要求。检测发现,臭氧氧化和粉末活性炭吸附对可溶性微生物产物有较高的去除率。

臭氧-生物活性炭深度处理工艺对微污染原水中营养物的去除研究

建立了一套臭氧-生物活性炭给水深度处理中试装置,以南方某市Ⅲ～Ⅴ类微污染水源为原水,经过1个水文年的中试,研究了深度处理工艺对水中营养物质,如氮、磷、碳、铁、锰等的去除效果,通过与同水源常规处理工艺水厂出水水质的对比,探讨了深度处理工艺对去除水中营养物的优势。结果表明,对于水中的营养性指标(氨氮、总磷、铁、锰、AOC),臭氧-生物活性炭深度处理工艺出水较常规工艺出水有了大幅度的降低,出厂水的营养状况下降明显,一定程度上抑制了管网中细菌的再生长,增加了饮用水的生物稳定性和安全性。

臭氧-活性炭技术对膜生物反应器膜污染减缓研究

本研究目的是探讨臭氧-活性炭技术对膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)膜污染减缓的影响。通过短期批式实验表明,粉末活性炭(power activated carbon,PAC)可强化臭氧的氧化效果,臭氧投加量超过0.25mg/(gSS)将恶化污泥混合液可滤性;对滤出液残余臭氧浓度检测表明,PAC的加入有利于维持本体溶液臭氧浓度。臭氧-活性炭技术引入MBR系统有助于膜污染的减缓,反应器内微生物活性受到一定的抑制作用,但对MBR出水水质影响较小;臭氧-活性炭减小了反应器内溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)中的蛋白质及多聚糖含量,显著降低了污泥絮体中松散的胞外聚合物(loosely bound EPS,LB)及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中蛋白质浓度,以上结果表明应用臭氧-活性炭技术来延缓MBR膜污染是可行的。

臭氧-生物活性炭技术在水处理中的应用与研究

臭氧-生物活性炭(O3-BAC)技术是一种新型高效的微污染水处理工艺。介绍了O3-BAC技术在饮用水(地表水、地下水、生活污水、市政供水等制饮用水)及工业废水(膜处理排水、油田废水、炼油废水、石化废水、制药废水、焦化废水、印染废水、食品加工废水、水产养殖废水)等领域的应用和研究情况,指出了未来O3-BAC技术在水处理中的发展研究方向。

催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透浓水

采用催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透(RO)浓水,比较了4种催化剂催化臭氧氧化的性能,优化了初始RO浓水pH、臭氧氧化时间、生物活性炭柱空床停留时间(EBRT)等工艺条件。实验结果表明:以WP-01为催化剂催化臭氧氧化RO浓水时无需调节废水pH;臭氧氧化反应5 min时RO浓水的BOD5/COD达0.28,可生化性得到显著改善;WP-01催化剂重复使用30次其催化活性没有明显下降;生物活性炭吸附单元的EBRT控制在30 min左右,可确保出水COD稳定在50 mg/L以下,符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;催化臭氧单元处理每吨RO浓水的电费约为1.22元。

臭氧-生物活性炭深度处理饮用水

采用臭氧-生物活性炭对福州市某自来水厂现有工艺滤后水进行深度处理,试验规模为1m3/h。结果表明,该工艺对滤后水的NH3-N、CODMn、UV254及TOC都有较好的去除效果,可以有效提高该水厂的出厂水水质。

用生物测试评价臭氧-生物活性炭净水工艺

设计了一组基于生物标记物的生物测试方法,并用于评价南方某水厂臭氧-生物活性炭中试工艺对水中痕量有机有毒污染物的去除效果.测试方法包括检测类雌激素效应物质的重组基因酵母试验,检测遗传毒性物质的SOS/umu试验和检测芳烃（Ah）受体效应物质的EROD试验.研究表明,仅在水库原水中存在很低浓度水平的间接遗传毒性物质,水处理各工艺出水均为阴性.工艺对类雌激素效应物质和Ah受体效应物质的去除率分别为91.3%和90.6%,主要在臭氧工艺段得到有效去除.采用成组生物标记物方法可以对饮用水中的痕量有机污染物进行毒性筛选或测试,适用于对水处理工艺的风险评价.

臭氧-活性炭和BAF-生物强化过滤工艺处理微污染水源水的对比试验研究

以广州东江某水源水为试验水质,从主要污染物的去除效果、装置的运行维护及经济效益等方面,对比研究了臭氧-活性炭深度处理与BAF-生物强化过滤的中试工艺。结果表明:氨氮去除率方面,两种工艺分别为95.8%和91.7%;亚硝酸盐氮去除率方面,分别为97.5%和92.5%;CODMn去除率方面,分别为61.0%和62.2%。两种工艺在运行维护方面,各有优劣。但采用BAF-生物强化过滤工艺工程投资减少20%以上,运行费用降低60%以上,更适于普遍推广。

臭氧-生物活性炭深度处理亚热带地区原水中试试验

本研究针对南方亚热带地区常规给水处理工艺下的砂滤出水,应用臭氧-生物活性炭工艺进行深度处理中试试验,经过一个水文年(12个月)的运行,结果表明:在不同的后臭氧投加量(1.0～3.0mg/L)下,随着后臭氧投加量的增加,后臭氧接触塔及炭滤池对CODMn的去除率总体上呈逐步升高的趋势;后臭氧投加量和臭氧后水浊度、炭滤池对锰的去除率有明显的相关性;当后臭氧投加量为1.8～2.0mg/L时,各项水质指标取得较好的处理效果,已无需增大投药量;系统在冬季水温较低时运行对可以生物降解的CODMn与氨氮的去除率未出现下降趋势,表明本工艺在我国南方亚热带地区有广阔的应用前景。

上向流生物活性炭吸附池的运行特性研究

结合实际生产运行管理的需求，研究了上向流生物活性炭吸附池的膨胀率变化规律、炭床水头损失，以及炭床的颗粒特征。研究结果表明：20~50目新炭在上升流速分别为10m／h、12m／h和15m／h条件下，膨胀率分别为31％、43％和64％，运行3个月后的活性炭膨胀率低于新炭，下降8到15个百分点；水温对膨胀率的影响很大，水温越高炭层膨胀率越低，上升流速分别为12m／h、13．6m／h和15．85m／h条件下，2．5m厚炭层的水头损失分别为0．501TI、0．60m和0．65m；上向流吸附池新炭选择时，不可忽视强度和均匀性系数指标的重要性，初期投产时，灰分、漂浮率、均匀系数等指标有明显降低，且炭床分层现象较为明显。

臭氧-生物活性炭工艺对有机物致突变性的影响

以南方某市水厂的中试试验为基础,结合Ames试验,重点研究了臭氧-生物活性炭工艺对饮用水中有机物致突变性的影响.结果表明,砂滤水表现为致突变阳性,其中的致突变物质为移码型致突变物而不是碱基置换型致突变物,臭氧活性炭工艺可去除水中部分移码型致突变物,使得致突变阳性水转化为致突变阴性水.