生物活性炭滤池在给水深度处理中的应用

1、生物活性炭滤池在给水深度处理中的应用施燕， 陆少呜(华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州)摘要：以臭氧一活性炭给水深度处理工艺中试试验为基础，研究活性炭滤池对微污染水的处理效果。实验结果表明：活性炭滤池出水高锰酸盐指数平均值为1077mgL，对砂滤池出水高锰酸盐指数的去除率为40130；氨氮平均值为O037mgL，去除率为9457；亚硝酸盐氮平均值为O003mgL，去除率为9739；浊度平均值为0438NTU，去除率为1361。由此可见，活性炭滤池在此工艺中发挥着很重要的作用。关键词：生物活性炭滤池；高锰酸盐指数；氨氮； 亚硝酸盐氮中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1003-

2、6504(2009)08-0146-03随着水污染的日益严重，大量的污染物尤其是有机物和氨氮等流入水体，这使得饮用水水源污染越来越严重。常规饮用水处理工艺主要是去除水中浊度、色度和病原菌，对原水中溶解性污染物的去除能力十分有限。因此，面对水源普遍存在溶解性有机物以及氨氮指标过高的污染状况，采用常规给水处理工艺不可避免地存在出水高锰酸盐指数较高、产生消毒副产物较多、生物不稳性增强，用户水出现异臭和异味等问题。本中试试验以预臭氧(取消预加氯)+常规处理+后臭氧+BAC工艺为基础，研究探讨了生物活性炭滤池在饮用水净化中的作用效果。在常规工艺不能确保供水水质的情况下，建立生物活性炭滤池进行试验，研究其

3、净水效果就具有现实意义，能给广州市某水厂净水工艺进一步改造提供依据。1试验部分11试验装置及运行参数中试装置活性炭滤池结构图见图l。活性炭滤池尺寸：15mx505m，为全不锈钢结构；内部装填规格为15mm柱状炭，炭层高度为20m；活性炭滤池采用长柄滤头，小阻力配水系统；活性炭滤池运行流量为13m3L，滤速为736mh。后臭氧接触塔尺寸：O7mx58m，为全不锈钢结构，有效容积为23m3，底部装有微孔曝气头，服务半径r035m(OzoniaDPl80)；水气逆流接触，气上行，水下行；后臭氧接触塔接触时间为96min。中试试验用水为广州市某水厂水源水。12测定指标及方法各项水质指标均按国家标准分析

4、方法测定，测定指标及测定方法见表l。2结果与讨论试验以2008年3月份检测数据作为对象，分析生物炭滤池对各污染物的去除效果。21对高锰酸盐指数的去除效果试验期间各工艺单元出水高锰酸蝴含量见图2。根据图2，试验运行期间原水高锰酸盐指数含量变化范围为30006040mgL，平均值为4516mgL；常规工艺出水高锰酸盐指数平均值为1795mgL，与原水相比减少6025；活性炭滤池出水高锰酸盐指数平均值为1077mgL，对砂滤池出水高锰酸盐指数的去除率为4000根据相关文献介绍，只有混凝沉淀砂滤和加氯消毒的常规净水工艺的水厂，对高锰酸盐指数的去除率一般只有2030。本工艺常规处理对高锰酸盐指数的去除率

5、为6025，去除效果较好，这主要是因为经过预臭氧氧化加常规处理已经分解去除大部分有机物，并将难以降解的大分子分解为小分子增加水的可生化性，所以去除率比一般的常规工艺高。资料显示，后臭氧对砂滤池出水高锰酸盐指数的去除率为15左右，而活性炭滤池对砂滤池出水高锰酸盐指数有4000的去除率，不仅仅是因为后臭氧对高锰酸盐指数有一部分的去除，更重要的是后臭氧能够将原水中的难降解的大分子有机物氧化为易降解的小分子有机物，增强了有机物的可生化性，从而促进活性炭滤池对有机物的去除。由此可以看出，存在后臭氧投加的情况下，活性炭滤池能很好地发挥其生化作用。22对氨氮的去除效果试验期间各工艺单元出水氨氮含量见图3。根

6、据图3，本试验运行期间原水氨氮含量变化范围为14903070mgL，平均值为2444mgL；常规工艺出水氨氮含量平均值为0682mgL，与原水相比减少7209；活性炭滤池出水氨氮含量平均值为0037mgL，对砂滤池出水氨氮的去除率为9457。常规工艺对氨氮的去除主要集中在混凝、沉淀工艺中，一方面是氨氮和氯发生化学反应产生氯胺系物质；另一方面则町能是某些胶体杂质或水中吸附了氨氮的杂质颗粒在沉淀工艺中被沉淀去除。本工艺采用预臭氧氧化代替前加氯，而且相关资料表明，臭氧氧化不能去除氨氮。因此，试验常规工艺对氨氮的高去除率主要归功于某些胶体杂质或水中吸附了氨氮的杂质颗粒在沉淀工艺中被沉淀去除。而活性炭滤

7、池对氨氮的去除主要靠生物膜的吸附氧化作用，通过亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮进而将氨氮最终转化为硝酸盐氮去除。本试验活性炭滤池出水氨氮含量为0037mgL，满足我国2002年建设部I类水质标准中关于氨氮小于05mgL的要求，而对砂滤池出水氨氮的去除率高达9457，证明滤池中生物膜生长状况良好，活性强，对氨氮有很好的去除作用。23对亚硝酸盐氮的去除效果试验期间各工艺单元出水亚硝酸盐氮含量见图4。根据图4，试验运行期间原水亚硝酸盐氮含量变化范围为00150176mgL，平均值为0086mgL；常规工艺出水亚硝酸盐氮含量平均值为0115mgL，与原水相比增加3372；

8、活性炭滤池出水亚硝酸盐氮含量平均值为0003mgL，对砂滤池出水亚硝酸盐氮的去除率为9739。常规工艺出水亚硝酸盐氮含量与原水相比有所升高，主要原因是亚硝化细菌的硝化作用将氨氮转化为亚硝酸盐氮，使常规工艺出水亚硝酸盐氮产生了积累。由于活性炭滤池具有很强的硝化作用，所以对砂滤池出水亚硝酸盐氮有高达9739的去除率，滤后水亚硝酸盐氮0003mgL也满足我国2002年建设部I类水质标准中关于亚硝酸盐氮01mgL的要求。24对浊度的去除效果试验期间各工艺单元出浊度见图5。根据图5，试验运行期间原水浊度变化范围为755019800NTU，平均值为12819NTU；常规工艺出水浊度平均值为o507NTU，

9、与原水相比减少9604；活性炭滤池出水浊度平均值为0438NTU，对砂滤池出水浊度的去除率为1361。根据数据，活性炭滤池对砂滤池出水浊度的去除率为1361，去除效果明娩，这主要归功于活性炭层对浊度的吸附降解和机械截留作用。3结论(1)试验运行期间，活性炭滤池对砂滤池出水高锰酸盐指数的去除率为4000，滤后水高锰酸盐指数含量1077mgL满足我国饮用净水(CJ941999)规定2mgL的标准。虽然臭氧对高锰酸盐指数有一部分的去除，但更重要的是后臭氧将原水中的难降解的大分子有机物氧化为易降解的小分子有机物，增强了有机物的可生化性，从而促进活性炭滤池对有机物的去除，所以对高锰酸盐指数起主要去除作用的是活性炭滤池。(2)试验常规工艺对氨氮和亚硝酸盐氮具有一定的去除效果，但均不满足我国饮用水关于氨氮和亚硝酸盐氮含量的标准。而活性炭滤池出水氨氮和亚硝酸盐氮含量分别为0037mgL和0003mgL，均满足我国2002年建设部