臭氧-生物活性炭过滤技术在工业废水深度处理中的应用探讨

焦化、印染、制革等工业中产生的废水呈现出有机污染物成分高、色度深、悬浮物含量占比大、可生物降解组分低等特点。常见的用混凝沉淀+生物降解技术处理上述工业废水,达不到相应的出水水质条件。本文综合阐述了臭氧-生物活性炭过滤的基本原理、特征及发展状况,并对该技术在深度处理过程中所面临的问题展开了探讨,最后进行了展望分析。希望臭氧-生物活性炭过滤能够得到进一步的优化和发展。

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-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。

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。

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．

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。

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。

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-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。

臭氧-生物活性炭工艺间歇性运行的生物量保持方法

研究臭氧-生物活性炭工艺在间歇性运行时炭层中生物量的保持方法以及不同保存方式对该工艺重新运行净化效能的影响。结果表明,臭氧-生物活性炭工艺在停止运行后对生物活性炭柱采用浸泡保存时,活性炭层中的水质发生了很大的变化,活性炭层中的生物量发生了下降。同时周期性的换水能够延缓活性炭柱在浸泡保存时生物量的下降速度。在臭氧-生物活性炭工艺重新运行期间,周期换水减少生物量的下降虽然对浊度和UV254的去除效果影响不大,但是能够使得臭氧-生物活性炭工艺在短时间内对CODMn和NH3-N的去除率接近活性炭工艺在保存之前对其的去除率。

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.

臭氧-生物活性炭工艺处理化工污水中试研究

针对兰州石化公司污水处理厂二级生化处理出水可生化性较低,色度比较高的问题,通过采用臭氧-生物活性炭工艺(O3-BAC)对污水处理厂二沉池出水进行深度处理,分析了该工艺对CODCr、氨氮、色度的处理效果。结果表明:处理后出水CODCr为26.7mg/L,氨氮为0.18mg/L,色度约5倍,效果良好。

臭氧-生物活性炭饮用水处理技术及其应用前景

介绍了臭氧 -生物活性炭净水技术原理及其在国内外的应用情况 。

臭氧-生物活性炭工艺在废水处理中的研究与应用

概述活性炭吸附工艺、臭氧氧化工艺以及臭氧-生物活性炭工艺的降解机理、发展及应用;分析臭氧-生物活性炭工艺在国内外应用的典型案例,以及介绍该工艺在污水处理、污水深度处理以及中水回用方面的研究进展。