活性炭與炭砂過濾組合工藝

• 來源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時(shí)間：2021-05-14點(diǎn)擊：1261次

• 　　活性炭與炭砂過濾組合工藝，“浸入式生物濾池”是指在池內(nèi)設(shè)置填料，將污水浸入所有填料中，采用與曝氣池相同的曝氣方法，為微生物提供所需的氧氣。填充物覆蓋了生物膜，污水中的有機(jī)物被生物膜上的微生物降解，從而凈化了污水。該方法介于活性污泥法和生物濾池之間，具有二者的優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合處理方法。

  

  　　在SPW河流上的示范小試表明：活性濾池對甲醛、乙二醛的去除效果比無煙煤-砂濾法等其它濾池工藝稍好。中試配水試驗(yàn)結(jié)果表明，在生物化學(xué)降解有機(jī)物(BOM)濃度較低的情況下，活性濾池法去除藻類代謝物土臭素(GSM)和二甲基異拉醇(MIB)的效果明顯優(yōu)于無煙煤/砂濾池法。在河流的生產(chǎn)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)反沖洗對活性濾池和BOM的去除沒有明顯影響。

  　　活性炭與炭砂過濾組合工藝，活性濾池工藝的出水特性。

  　　作為取代普通快濾池的提標(biāo)改造工藝，活性濾池對微污染水源中的濁度、有機(jī)物、氨氮、藻類等氣味物質(zhì)具有良好的去除效果，同時(shí)還可有效控制殘留鋁和微生物的泄漏。

  　　2.1除濁效果好。

  　　用活濾池代替普通快濾池，首先要達(dá)到其對濁度的去除效果。過濾液對濁度的去除是傳統(tǒng)的吸附截留和生物吸附相結(jié)合的產(chǎn)物，兩者的相對大小，取決于生物膜在濾料介質(zhì)表面的覆蓋面積和孔隙大小，以及吸附液與被吸附物的界面特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：活性濾池的出水粒數(shù)基本在50~100CNT/mL之間，平均出水0.066~0.140NTU，平均出水0.094NTU。其它國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)研究表明：當(dāng)沉淀出水在3.0NTU以下時(shí)，活性濾池出水濁度在0.5NUT以下;

  　　2.2有機(jī)物質(zhì)的去除效率。

  　　傳統(tǒng)砂濾池在處理微污染水源和高濃度有機(jī)污染物時(shí)，已不能滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。比較了海浪凈水通過活性濾池與普通快濾池對穩(wěn)定微污地表水的去除效果，得出活性濾池對CODMn的去除率要比普通快濾池高出10%左右。在運(yùn)行初期，活性濾池對有機(jī)物的去除主要依靠活性炭吸附，后期則主要依靠濾池內(nèi)微生物的降解。一般情況下，常規(guī)處理去除的有機(jī)物主要是大于10KDa的分子量，對小分子有機(jī)物的去除效果不明顯，而活性炭主要吸附中小分子有機(jī)物，而生物處理對小分子有機(jī)物的去除效果較好。

  　　2.3氨氮和亞硝酸鹽氮的有效脫除。

  　　當(dāng)前，我國地表飲用水水源地氨氮超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍，而出廠水氨氮超標(biāo)會造成飲用水的生物穩(wěn)定性差，亞硝酸鹽含量高，氯消耗大，氣味難聞。濾料生物膜中的亞硝酸菌、硝化菌能有效地去除水中的氨氮和亞硝酸鹽氮，提高出水的安全性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)濾池進(jìn)水中氨氮濃度達(dá)到2.00mg/L時(shí)，濾池的活性去除率為67%，而砂濾池只有40%。結(jié)果表明，活化濾池對氨氮和亞硝酸鹽氮的去除效果明顯好于其他方法。

  　　2.4去除藻類和氣味物質(zhì)。

  　　結(jié)果表明，在較高的原水藻含量下，主要致嗅藻有梭線藻、膠鞘藻、魚腥藻、顫藻、籃纖維藻等。海藻引起的嗅覺物質(zhì)濃度較低，一般小于10ng/L，雖然對人畜健康危害較小，但氣味強(qiáng)烈，只需少量改變水中正常氣味即可。對于藻類和氣味，傳統(tǒng)的去除方法基本上不能去除。結(jié)果表明，活性濾池對高藻原水的處理效果較理想，出水藻類總數(shù)為4.30×105個(gè)/L，總?cè)コ?5.1%，葉綠素含量為0.88μg/L，總?cè)コ?2.2%。

  　　2.5對剩余鋁的有效控制。

  　　飲水處理常用的鋁鹽混凝劑，出水中一般都含有一定量的鋁。鋁會引起神經(jīng)中毒，鋁在血液中長期積聚可引起嚴(yán)重的腦病，使人癡呆，神經(jīng)系統(tǒng)紊亂。調(diào)查顯示，飲用水中殘留的鋁對人體血液中鋁含量影響很大。該方法一方面通過去除水中的微絮體來去除水中不溶性殘?jiān)械匿X，另一方面通過活性炭吸附來去除一部分溶解性殘?jiān)械匿X，據(jù)報(bào)道，該方法對殘?jiān)娜コ士蛇_(dá)90%以上。

  　　2.6微生物安全可靠。

  　　在運(yùn)行過程中，活性炭生物濾池中的微生物發(fā)生泄漏，當(dāng)微生物與破碎的活性炭顆粒一起泄漏時(shí)，會對后續(xù)消毒過程產(chǎn)生很大的阻力，從而威脅到其出水的生物安全性。過濾出水中的生物活性炭中大腸桿菌含量很高，可達(dá)7300/L。但國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，活化濾池對微生物有良好的去除效果，出水不會出現(xiàn)細(xì)菌增殖。由于活性濾池中石英砂對微生物的截取作用，有可能產(chǎn)生這種情況。

  　　活性濾池運(yùn)行的影響因素分析。

  　　在運(yùn)行過程中，活性濾池運(yùn)行穩(wěn)定后，主要通過微生物在水中的生物降解作用來去除污物，因此，影響微生物數(shù)量和微生物活性的因素將成為運(yùn)行穩(wěn)定的主要因素，具體分析如下。

  　　3.1溫度

  　　根據(jù)微生物酶促反應(yīng)原理，炭砂濾池對氨氮和亞硝酸鹽氮的去除主要是通過微生物作用來完成的，溫度的降低會影響微生物的活性和新陳代謝能力，溫度越低，活性越小，代謝越慢;水溫的變化會引起水粘滯系數(shù)的變化，從而改變基質(zhì)的傳質(zhì)速率，處理效果也受到影響，活性炭/石英砂濾池對有機(jī)物和氨氮的去除效果也會受到影響。

  　　3.2反沖洗。

  　　活性炭與炭砂過濾組合工藝反沖洗時(shí)，不可避免地會對活性炭表面生物膜造成破壞，從而影響生物量。但是，這種損傷主要是活性較弱的表面懸浮物，對濾池的運(yùn)行不會造成很大影響，而且這些生物量在一定時(shí)間內(nèi)可以恢復(fù)。

  　　3。預(yù)氧化。

  　　實(shí)驗(yàn)證明，顆粒活性炭可與前端預(yù)氧化殘留的游離氯二氧化氯、臭氧等氧化劑在表面進(jìn)行反應(yīng)。因此，在活性濾池的表層活性炭中，雖然生物量較小，但能夠消除預(yù)氧化后產(chǎn)生的殘余預(yù)氧化劑對下層微生物的滅活作用。但若長期使用殘留預(yù)氧化劑進(jìn)入人用活性炭/石英砂濾池，則會使表面活性炭的結(jié)構(gòu)惡化，對濾池的長期運(yùn)行不利，應(yīng)盡量控制預(yù)氧化劑的投加量，避免殘留預(yù)氧化劑進(jìn)入后續(xù)濾池。

  　　四是活性濾池的研究進(jìn)展。

  　　與單層濾料相比，活性濾池具有更好的凈化效果，減少反沖洗次數(shù)，降低反沖洗強(qiáng)度。現(xiàn)在在瑞士，日本，美國等國家，都有活性炭/石英砂濾器這種濾料。例如瑞士的蘇黎世某水廠，有12個(gè)活性炭吸附池，每個(gè)池面積44m2，池內(nèi)下層有0.7~1.0m3粒徑石英砂0.5m厚，上層為匹茲堡F400炭層1.2m3厚，年產(chǎn)水量為4000萬m3;蘇聯(lián)秋明水廠，上層為1.2m厚活性炭，活性濾池用于去除氣味和有機(jī)物。

  　　國內(nèi)針對活性炭/石英砂濾池除污機(jī)理的研究較少，且多停留在操作影響因素及效果等方面，應(yīng)用實(shí)例較少，現(xiàn)階段大面積推廣困難不少，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

  　　5.微生物特性研究。

  　　生物濾池在活性炭/石英砂濾池中的作用尤其重要，它直接關(guān)系到濾池除氨氮和有機(jī)物的效果，同時(shí)也關(guān)系到濾池出水的安全。據(jù)研究表明，生物活性炭表面的微生物活性對活性炭具有再生作用，其再生率可達(dá)20~24%。本文將借助電鏡技術(shù)和分子生物學(xué)手段，對活性濾池中微生物的特性進(jìn)行細(xì)致的研究，探討活性濾池的除污機(jī)理，更好地利用微生物去除污染物，同時(shí)控制微生物的毒性，減少由微生物引起的安全問題。

  　　4.2過濾材料研究。

  　　同時(shí)，級配也是活性濾池中濾料處理的關(guān)鍵因素，活性濾池反沖洗時(shí)會出現(xiàn)上部活性炭因反沖洗而跑掉的現(xiàn)象，為此，要進(jìn)一步研究活性濾池中兩種濾料的粒徑，確定較好的粒徑級配，從而減少沖洗時(shí)的跑炭現(xiàn)象，提高濾池對污物的去除效果。

  　　4.3復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用研究。

  　　在水污染日益嚴(yán)重的情況下，單靠一種單一的水處理方法已不能滿足新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于活性濾池是在傳統(tǒng)快濾池的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，因此，它的濾層厚度受到很大限制，同時(shí)由于濾料的特性，它對污染物的去除能力也很有限。當(dāng)水源突然受到污染時(shí)，這一問題尤為突出。因此，必須將活性濾池與其它新型工藝相結(jié)合，才能更好地去除水中的污物，達(dá)到新國標(biāo)的要求，如對于高濃度易吸附的有機(jī)物，宜采用粉狀活性炭與炭砂過濾組合工藝;對于高濃度氨氮污染，宜采用曝氣與炭砂過濾組合工藝。

  　　五、結(jié)論。

  　　活性炭與炭砂過濾組合工藝生物濾池是將常規(guī)過濾、顆?；钚蕴课胶蜕锬ぱ趸夹g(shù)相結(jié)合的一種新型過濾工藝。該技術(shù)不但與傳統(tǒng)濾池工藝一樣具有良好的除濁效果，而且對我國現(xiàn)階段微污染水源中的有機(jī)物、氨氮等的去除效果也十分明顯，與其他新工藝結(jié)合使用，可提高濾池的適用范圍。采用常規(guī)快濾池對活性濾池進(jìn)行改造，基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低，非常適合對現(xiàn)有常規(guī)工藝水廠提標(biāo)改造。