臭氧生物活性炭技术教学课件

臭氧生物活性炭技术

1臭氧生物活性炭技术1主要内容臭氧生物活性炭技术简介作用原理工艺应用条件与设计参数饮用水深度处理应用效果优缺点其他应用2主要内容2臭氧生物活性炭技术简介臭氧—生物活性炭技术（ozone-biologicalactivatedcarbonprocess）是结合臭氧氧化与生物活性炭技术，以臭氧氧化和颗粒活性炭吸附及生物活性炭生物降解为主的净水工艺。臭氧氧化一生物活性炭的第一次联合使用是1961年在德国Dusseldorf（杜塞尔多夫）市Amstaad水厂中开始的,它的成功引起了德国以及西欧水处理工程界的重视。臭氧氧化一生物活性炭联用技术是在70年代传人我国,并从80年代开始应用该项技术。3臭氧生物活性炭技术简介臭氧—生物活性炭技术（ozone-bi臭氧生物活性炭技术简介优越性；随着饮用水源污染日益严重，生活饮用水水质标准提高，对水处理有更高的要求。常规水处理对有机污染物的去除能力有限，而氯消毒和折点加氯又有氯代消毒副产物的问题。臭氧活性炭深度处理工艺能较好地去除水中的有机污染物和氨氮，减少消毒副产物的产生，改善饮用水的口感。4臭氧生物活性炭技术简介优越性；4作用原理——臭氧预氧化臭氧预氧化大分子的有机物，产生分子量小，极性强的小分子有机物。这些小分子有机物一般具有更好的可生化性，而不被活性炭吸附。有利于活性炭生物降解，同时降低活性炭吸附的负荷，延长活性炭的使用寿命。臭氧分解增加水中DO，促进活性炭表面好氧微生物的生长，增强微生物的活性。5作用原理——臭氧预氧化臭氧预氧化大分子的有机物，产生分子量小作用原理——生物活性炭技术生物活性炭技术：利用具有巨大比表面积及发达孔隙结构的活性炭,对水中有机物及溶解氧有强的吸附特性,以及将其作为载体,是微生物集聚、繁殖生长的良好场所,在适当的温度及营养条件下,同时发挥活性炭的物理吸附作用和微生物生物降解作用的水处理技术,或称为生物活性炭法。6作用原理——生物活性炭技术生物活性炭技术：6作用原理——生物活性炭技术

活性炭吸附与微生物降解的协同作用——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性炭得以再生。7作用原理——生物活性炭技术

活性炭吸附与微生物降解的协同作用作用原理——生物活性炭技术

炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面生长的微生物主要在活性炭的外表面及大孔内。通过控制适当基质浓度，定期反冲洗，控制生物量，保证活性炭的吸附能力8作用原理——生物活性炭技术

炭表面生长的微生物是否会影响炭的工艺应用条件与设计参数应用条件：进水水质——生物活性炭的处理对象,应是低浓度(一般进水COD<100mg/L,BOD<30mg/L)、可被吸附和可被生物降解的有机废水或微污染水源与过滤配合使用——生物活性炭前需设过滤，不能将生物活性炭作为过滤器来运行。一般生物活性炭进水的浊度<5NTU。换炭再生——使用一定时间后必须更换新炭,饱和炭进行就地再生或是外运委托再生,否则将影响出水水质。9工艺应用条件与设计参数应用条件：9工艺应用条件与设计参数吸附容量(qe)；高出单纯活性炭4~20倍通水倍数(n)：根据水质确定空塔速度(LV)：4-5m/h，满足足够的接触时间，微生物降解炭层高度(Hc)：一般1~2m，不宜过高气水比：炭层内应有足够溶解氧（＞1mg/L），4~6：较为合适反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计设计参数：10工艺应用条件与设计参数吸附容量(qe)；高出单纯活性炭4~2工艺应用条件与设计参数构筑物形式：饮用水深度处理：目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表性。工业废水处理：活性炭塔11工艺应用条件与设计参数构筑物形式：11饮用水深度处理应用效果上海市某水厂生物活性炭技术应用分析水源：黄浦江上游水采用工艺：预臭氧——常规水处理——臭氧生物活性炭工艺主要运行参数：预臭氧投加量：1.0~2.5ｍｇ/Ｌ,接触时间为4ｍin后臭氧投加量:1.0~2.5ｍｇ/Ｌ,接触时间为10ｍin;活性炭滤池:快滤池形式,滤速为6.8ｍ/ｈ,活性炭厚度为1.8ｍ,空床停留时间为15ｍｉｎ,采用气反冲洗,气冲强度为55m³/(㎡·ｈ),水冲强度为25ｍ3/(ｍ2·ｈ)。反冲洗周期为1次/周。12饮用水深度处理应用效果上海市某水厂生物活性炭技术应用分析12饮用水深度处理应用效果处理效果ａ.对ＮＨ3-Ｎ的去除效果很好,其中2002年出厂水ＮＨ3-Ｎ≤0.5ｍｇ/Ｌ的合格率为100%,2003年的合格率为97.1%对ＣＯＤＭｎ的去除效果优于采用常规处理工艺的水厂。2002年出厂水ＣＯＤＭｎ≤3.0ｍｇ/Ｌ的合格率为90%,2003年的合格率为83%嗅阈值(ＴＯＮ),出厂水为6，是用常规处理工艺出厂水的1/4·1/3(测定常规处理出厂水的ＴＯＮ为18~24)内分泌干扰物烷基酚(ＡＰ),采用臭氧生物活性炭处理可使AP降至10μｇ/Ｌ以下安全浓度。（常规处理出水在10μｇ/Ｌ以上）13饮用水深度处理应用效果处理效果13饮用水深度处理应用效果臭氧生物活性炭深度处理工艺与常规处理工艺效果比较实验条件：原水；高有机物浓度，高氨氮的黄浦江水臭氧生物活性炭组合工艺：原水——预臭氧化——高密度澄清池——砂滤——后臭氧——生物活性炭传统工艺：原水——预氯化——折板絮凝——平流沉淀——砂滤14饮用水深度处理应用效果臭氧生物活性炭深度处理工艺与常规处理工饮用水深度处理应用效果经20d滤池挂膜完成后，对2种工艺运行情况进行对比滤池挂膜情况比较镜检发现组合工艺中砂滤池滤料表面和炭滤料表面长有生物膜，而传统工艺的砂滤池滤料上几看不到生物膜。原因：可能由于O3分解起到的充氧作用使各流程DO大大提高，促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度的抑制作用有关15饮用水深度处理应用效果经20d滤池挂膜完成后，对2种工艺运行饮用水深度处理应用效果氨氮去除率比较传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池对NH+4-N的去除率为2.6%.组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮的质量浓度低于检测限16饮用水深度处理应用效果氨氮去除率比较16饮用水深度处理应用效果常规水处理工艺中混凝沉淀对氨氮有一定的去除作用，但主要靠砂滤池微生物作用去除常规处理水厂氨氮处理效果17饮用水深度处理应用效果常规水处理工艺中混凝沉淀对氨氮有一定的饮用水深度处理应用效果三卤甲烷生成潜能比较预臭氧后三卤甲烷总量有所增加。整个工艺去除三卤甲烷生成潜能的最关键部分是生物活性炭滤池,其对三卤甲烷生成潜能的去除率达到52.9%,出水后三卤甲烷生成潜能仅为519μg·L-1,大大降低了消毒出水中过量消毒副产物产生的风险。18饮用水深度处理应用效果三卤甲烷生成潜能比较18优缺点优点：对氨氮和总有机碳去除率高。氨氮以生物转化的方式去除，取代了折点加氯除氨氮。微生物降解可生化的有机物，活性炭能吸附难生物降解有机物。臭氧可以提高生物活性炭的吸附容量，延长活性炭的使用寿命。可以有效去除浊度、色度、嗅度和改善水质口感。19优缺点优点：19缺点；臭氧活性炭技术对水质的提高有一定限度。如冬季对氨氮的去除率降低;当原水的ＣＯＤＭｎ浓度过高时,出厂水中ＣＯＤＭｎ仍会超过3ｍｇ/Ｌ的标准值。滤池中会有青苔水草及锥形螺繁殖等,需严格控制生物繁殖和流出。臭氧氧化产生溴酸盐和甲醛等消毒副产物。20缺点；20其他应用——工业废水深度处理印染废水采用生物接触氧化+GBAC(颗粒生物活性炭)工艺,处理效果稳定,出水可满足工业废水排放要求,而且还可以作为工业用水回用。炼油废水隔油浮选生物曝气后浮选生物活性炭工艺。生物活性炭的吸附容量已达到2.52gCOD/kg炭。21其他应用——工业废水深度处理印染废水21其他应用——生活污水深度处理宝钢厂采用SBR生物活性炭工艺,分别在各厂区陆续建成十多套800m3/d的综合污水处理及再生装置。22其他应用——生活污水深度处理宝钢厂采用SBR生物活性炭工艺已连续运行2年以上,没有更换过新炭,处理出水达到中水水质标准,作为厂区绿地用水,目前正在做用于工业冷却水的补充水的试验23已连续运行2年以上,没有更换过新炭,处理出水达到中水水质标准Thankyou!24Thankyou!24臭氧生物活性炭技术

25臭氧生物活性炭技术1主要内容臭氧生物活性炭技术简介作用原理工艺应用条件与设计参数饮用水深度处理应用效果优缺点其他应用26主要内容2臭氧生物活性炭技术简介臭氧—生物活性炭技术（ozone-biologicalactivatedcarbonprocess）是结合臭氧氧化与生物活性炭技术，以臭氧氧化和颗粒活性炭吸附及生物活性炭生物降解为主的净水工艺。臭氧氧化一生物活性炭的第一次联合使用是1961年在德国Dusseldorf（杜塞尔多夫）市Amstaad水厂中开始的,它的成功引起了德国以及西欧水处理工程界的重视。臭氧氧化一生物活性炭联用技术是在70年代传人我国,并从80年代开始应用该项技术。27臭氧生物活性炭技术简介臭氧—生物活性炭技术（ozone-bi臭氧生物活性炭技术简介优越性；随着饮用水源污染日益严重，生活饮用水水质标准提高，对水处理有更高的要求。常规水处理对有机污染物的去除能力有限，而氯消毒和折点加氯又有氯代消毒副产物的问题。臭氧活性炭深度处理工艺能较好地去除水中的有机污染物和氨氮，减少消毒副产物的产生，改善饮用水的口感。28臭氧生物活性炭技术简介优越性；4作用原理——臭氧预氧化臭氧预氧化大分子的有机物，产生分子量小，极性强的小分子有机物。这些小分子有机物一般具有更好的可生化性，而不被活性炭吸附。有利于活性炭生物降解，同时降低活性炭吸附的负荷，延长活性炭的使用寿命。臭氧分解增加水中DO，促进活性炭表面好氧微生物的生长，增强微生物的活性。29作用原理——臭氧预氧化臭氧预氧化大分子的有机物，产生分子量小作用原理——生物活性炭技术生物活性炭技术：利用具有巨大比表面积及发达孔隙结构的活性炭,对水中有机物及溶解氧有强的吸附特性,以及将其作为载体,是微生物集聚、繁殖生长的良好场所,在适当的温度及营养条件下,同时发挥活性炭的物理吸附作用和微生物生物降解作用的水处理技术,或称为生物活性炭法。30作用原理——生物活性炭技术生物活性炭技术：6作用原理——生物活性炭技术

活性炭吸附与微生物降解的协同作用——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性炭得以再生。31作用原理——生物活性炭技术

活性炭吸附与微生物降解的协同作用作用原理——生物活性炭技术

炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面生长的微生物主要在活性炭的外表面及大孔内。通过控制适当基质浓度，定期反冲洗，控制生物量，保证活性炭的吸附能力32作用原理——生物活性炭技术

炭表面生长的微生物是否会影响炭的工艺应用条件与设计参数应用条件：进水水质——生物活性炭的处理对象,应是低浓度(一般进水COD<100mg/L,BOD<30mg/L)、可被吸附和可被生物降解的有机废水或微污染水源与过滤配合使用——生物活性炭前需设过滤，不能将生物活性炭作为过滤器来运行。一般生物活性炭进水的浊度<5NTU。换炭再生——使用一定时间后必须更换新炭,饱和炭进行就地再生或是外运委托再生,否则将影响出水水质。33工艺应用条件与设计参数应用条件：9工艺应用条件与设计参数吸附容量(qe)；高出单纯活性炭4~20倍通水倍数(n)：根据水质确定空塔速度(LV)：4-5m/h，满足足够的接触时间，微生物降解炭层高度(Hc)：一般1~2m，不宜过高气水比：炭层内应有足够溶解氧（＞1mg/L），4~6：较为合适反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计设计参数：34工艺应用条件与设计参数吸附容量(qe)；高出单纯活性炭4~2工艺应用条件与设计参数构筑物形式：饮用水深度处理：目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表性。工业废水处理：活性炭塔35工艺应用条件与设计参数构筑物形式：11饮用水深度处理应用效果上海市某水厂生物活性炭技术应用分析水源：黄浦江上游水采用工艺：预臭氧——常规水处理——臭氧生物活性炭工艺主要运行参数：预臭氧投加量：1.0~2.5ｍｇ/Ｌ,接触时间为4ｍin后臭氧投加量:1.0~2.5ｍｇ/Ｌ,接触时间为10ｍin;活性炭滤池:快滤池形式,滤速为6.8ｍ/ｈ,活性炭厚度为1.8ｍ,空床停留时间为15ｍｉｎ,采用气反冲洗,气冲强度为55m³/(㎡·ｈ),水冲强度为25ｍ3/(ｍ2·ｈ)。反冲洗周期为1次/周。36饮用水深度处理应用效果上海市某水厂生物活性炭技术应用分析12饮用水深度处理应用效果处理效果ａ.对ＮＨ3-Ｎ的去除效果很好,其中2002年出厂水ＮＨ3-Ｎ≤0.5ｍｇ/Ｌ的合格率为100%,2003年的合格率为97.1%对ＣＯＤＭｎ的去除效果优于采用常规处理工艺的水厂。2002年出厂水ＣＯＤＭｎ≤3.0ｍｇ/Ｌ的合格率为90%,2003年的合格率为83%嗅阈值(ＴＯＮ),出厂水为6，是用常规处理工艺出厂水的1/4·1/3(测定常规处理出厂水的ＴＯＮ为18~24)内分泌干扰物烷基酚(ＡＰ),采用臭氧生物活性炭处理可使AP降至10μｇ/Ｌ以下安全浓度。（常规处理出水在10μｇ/Ｌ以上）37饮用水深度处理应用效果处理效果13饮用水深度处理应用效果臭氧生物活性炭深度处理工艺与常规处理工艺效果比较实验条件：原水；高有机物浓度，高氨氮的黄浦江水臭氧生物活性炭组合工艺：原水——预臭氧化——高密度澄清池——砂滤——后臭氧——生物活性炭传统工艺：原水——预氯化——折板絮凝——平流沉淀——砂滤38饮用水深度处理应用效果臭氧生物活性炭深度处理工艺与常规处理工饮用水深度处理应用效果经20d滤池挂膜完成后，对2种工艺运行情况进行对比滤池挂膜情况比较镜检发现组合工艺中砂滤池滤料表面和炭滤料表面长有生物膜，而传统工艺的砂滤池滤料上几看不到生物膜。原因：可能由于O3分解起到的充氧作用使各流程DO大大提高，促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度的抑制作用有关39饮用水深度处理应用效果经20d滤池挂膜完成后，对2种工艺运行饮用水深度处理应用效果氨氮去除率比较传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池对NH+4-N的去除率为2.6%.组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮的质量浓度低于检测限40饮用水深度处理应用效果氨氮去除率比较16饮用水深度处理应用效果常规水处理工艺中混凝沉淀对氨氮有一定的去除作用，但主要靠砂滤池微生物作用去除常规处理水厂氨氮处理效果41饮用水深度处理应用效果常规水处理工艺中混凝沉淀对氨氮有一定的饮用水深度处理应用效果三卤甲烷生成潜能比较预臭氧后三卤甲烷总量有所增加。整