《城镇供水厂生物活性炭失效判别和更换标准》（征求意见稿）

江苏省地方标准江苏省城镇供水厂煤质生物活性炭失效判别和更换标准StandardforGranularBiologicalActivatedCarbonInvalidationDiagnosticandRenewalinDrinkingWaterTreatmentPlantinJiangsuProvince总则为进一步规范江苏省城镇供水厂的运行管理，提高全省城镇供水厂生物活性炭工艺的运行与管理水平，科学指导生物活性炭失效判别与更换，制定本标准。本标准适用于江苏省城镇供水厂生物活性炭工艺所采用的煤质颗粒活性炭的失效判别及更换工作。生物活性炭的更换应充分考虑失效活性炭的资源化利用，减少其对环境的二次污染。江苏省城镇供水厂生物活性炭失效判别和更换除应执行本标准的规定外，尚应符合国家、行业及江苏省现行有关法规和标准的要求。术语臭氧-生物活性炭工艺ozone-biologicalactivatedcarbonprocess利用臭氧氧化、颗粒活性炭吸附和生物降解所组成的具有协同作用的净水工艺。活性炭池activatedcarbontank以颗粒活性炭作为填料，兼有吸附、生物降解或截留作用的处理构筑物。再生活性炭regeneratedcarbon使用后并经一定再生方法恢复其全部或部分吸附性能的活性炭。碘吸附值iodinenumber在《煤质颗粒活性炭试验方法碘吸附值的测定》（GB/T7702.7-2008）规定的试验条件下，活性炭与碘标准溶液充分振荡吸附后，碘溶液剩余浓度达到规定范围时，每克活性炭吸附碘的毫克数，简称碘值。亚甲蓝吸附值methylenebluenumber在《煤质颗粒活性炭试验方法亚甲蓝吸附值的测定》（GB/T7702.6-2008）规定的试验条件下，活性炭与亚甲蓝溶液充分振荡吸附后，亚甲蓝溶液剩余浓度达到规定范围时，每克活性炭吸附亚甲蓝的毫克数，简称亚甲蓝值。强度hardness在《煤质颗粒活性炭试验方法强度的测定》（GB/T7702.3-2008）规定的试验条件下，活性炭样品经过磨损试验后，保留在试验筛上的活性炭质量占原活性炭样品的质量分数。灰分ashcontent在800℃±25℃条件下灼烧1h后所得残渣占活性炭样品的质量分数。生物量biomass单位质量生物活性炭表面及其内部所附着的微生物数量，通常采用磷脂法测定。生物活性biologicalactivity附着于生物活性炭表面及其内部的微生物对污染物质的降解能力，一般采用脱氢酶活性进行表征。生物活性炭失效invalidationofbiologicalactivatedcarbon生物活性炭按照本判定标准不能达到相应要求时，即认为生物活性炭失效。活性炭更换renewalofbiologicalactivatedcarbon对依据本标准判定为失效活性炭进行更换的过程。基本规定城镇供水厂出水水质应达到《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701）的要求。原水水质突发污染情况下，供水水质应满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749）的要求。城镇供水厂生物活性炭工艺应在保证水质达标的基础上，预留一定应对水源水质突发污染和抗水量突变冲击的能力。城镇供水厂应根据《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701）的要求，在优化常规工艺运行管理的基础上，结合实际情况合理确定臭氧-生物活性炭工艺的重点去除目标和水质内控标准。城镇供水厂应建立臭氧-生物活性炭工艺运行管理制度和档案，宜实现信息化管理。城镇供水厂应每季度对所有活性炭池的炭层厚度进行测定。当炭层厚度低于装填时设置值的90%时，应及时查找原因并补充活性炭。城镇供水厂应定期对生物活性炭进行取样检测，并建立相关档案，一年内实现活性炭池检测全覆盖。检测项目及频次不宜低于表3.0.6的要求。表3.0.6城镇供水厂活性炭定期检测项目及其频率序号项目检测频率备注1强度每年必测指标2碘吸附值3亚甲蓝吸附值4粒度5生物量夏季（水温高于25℃时）、冬季（水温低于10℃时）各一次6生物活性7灰分根据实际确定选测指标城镇供水厂应定期对生物活性炭的运行状况进行评估，评估内容见附录A。生物活性炭投产2年后宜每年进行一次评估，运行5年后宜每半年进行一次评估。城镇供水厂应根据评估结果完善工艺运行管理。生物活性炭失效判别应充分发挥臭氧氧化和生物活性炭之间的协同作用。生物活性炭进水中余臭氧浓度不宜高于0.1mg/L。生物活性炭失效判别应结合运行工况、进水水质和出水水质目标采用综合因素判别。生物活性炭失效判别以耗氧量为主要去除目标时，生物活性炭单元对耗氧量的去除率≥15%的年度保证率达不到95%时，宜进行换炭。以生物源致嗅物质为主要去除目标时，城镇供水厂应通过工艺优化充分发挥预处理、常规处理和深度处理中臭氧氧化与生物活性炭的协同作用。经优化后，生物活性炭工艺出水仍持续有臭和味时应及时更换活性炭。当生物活性炭工艺存在多个重点去除目标时，其失效判定应按最不利情况或通过现场试验研究确定。活性炭强度低于80%或颗粒均匀系数K80>3.0时宜进行更换。活性炭碘吸附值低于250mg/g、亚甲蓝吸附值低于75mg/g时宜进行活性炭更换。活性炭更换与操作5.1一般规定5.1.1活性炭更换宜在周期性水质问题出现之前，且不应影响城镇供水厂正常供水。5.1.2生物活性炭更换应以充分利用生物活性炭的处理效能为原则，避免频繁换炭。5.1.3城镇供水厂应制定科学合理的更换方案，确保所有炭池内活性炭在失效前得到更换。5.1.4活性炭更换时可选用新活性炭或再生活性炭，其技术性能应符合《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7701.2）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345）的要求。5.1.5当采用再生活性炭时，必须采用本厂失效活性炭经再生后的活性炭。5.1.6活性炭必须进行现场抽样检测合格后方可装填。5.1.7当炭池内失效活性炭全部更换时应对砂垫层进行清洗或更换。5.1.8对于原设计无砂垫层或砂垫层厚度不足的下向流生物活性炭池，条件允许时宜在活性炭更换时增设或加厚砂垫层至400mm以上。5.2生物活性炭的更换操作5.2.1活性炭更换应严格执行受限空间作业安全要求。5.2.2生物活性炭更换过程主要包括失效活性炭卸出、新活性炭或再生活性炭装填、炭层浸泡及冲洗、废水与废炭的收集及处置等。5.2.3生物活性炭的卸出与装填宜采用水力方式进行。5.2.4必要时应结合活性炭更换对池体及配水配气系统进行检修。5.2.5活性炭池承托层和砂垫层装填完毕后应在含氯量不低于10mg/L的水中消毒24h。5.2.6活性炭装填完毕后应采用其它炭池出水对炭床进行浸泡和冲洗，冲洗时应同步测定膨胀率。5.2.7活性炭更换后应待出水水质符合企业内控标准后方可投入运行。5.2.8失效活性炭及更换过程中产生的废水、废炭等应规范、安全处理处置。5.3活性炭更换后的运行管理5.3.1活性炭更换后应加强对炭层厚度的监测，根据实际情况及时补充活性炭至设定厚度。5.3.2换炭后至稳定运行期间，宜适当延长生物活性炭的反冲洗周期，同时避免高强度冲洗，以利于微生物生长。5.3.3换炭后至运行稳定期间，宜加强对生物活性炭生物量、生物活性的监测。5.3.4换炭后至运行稳定期间，应加强活性炭池的运行管理，增加每班巡视频率，详细记录工艺运行参数和进、出水水质。附录A城镇供水厂生物活性炭运行评估城镇供水厂生物活性炭运行评估主要从以下几个方面进行：基础资料收集水厂的基本情况，包括原水水质情况及水源特征污染物、净水工艺组成（预处理、常规处理、深度处理和后处理等）、产水负荷（各单元设计负荷、实际运行负荷及其变化）、臭氧-生物活性炭工艺运行参数（臭氧投加量、投加级数、各级间的投加量比例）、水厂各工艺单元内控指标等；臭氧-生物活性炭投产或自上次评估以来的水源水质、臭氧-生物活性炭工艺进出水水质、出厂水水质资料；活性炭池运行管理档案，包括炭种、投产或自上次评估以来的炭层厚度、活性炭补充量、活性炭（新炭、旧炭）物理性能和生物量、生物活性等。评估过程水厂制水工艺全过程分析与评估；基于前述资料，对水厂制水工艺全过程进行分析与评估，一般包括水源水质变化趋势、出厂水水质达标情况、过程水水质情况及工艺去除效能、工艺运行负荷和参数是否合适等四个方面。水厂臭氧-生物活性炭工艺水质达标率分析与评估；对臭氧-生物活性炭工艺单元的水质达标率及工艺去除效能进行分析与评估，一般包括浑浊度、嗅和味、耗氧量、氨氮、亚硝酸盐、pH值等基本水质指标和工艺重点去除目标等的达标率情况及其变化趋势。上述基本水质指标的检测频次按《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）表4.1.1的要求进行，工艺重点去除目标的检测频次不宜低于每日1次。水厂臭氧-生物活性炭抗冲击负荷能力分析与评估；结合水源水质变化趋势，综合考虑预处理和常规处理工艺去除污染能力，开展臭氧-生物活性炭对工艺重点去除目标的抗冲击负荷能力分析与评估，并进行小试或中试试验进行验证。活性炭物理性能分析与评估；根据活性炭池运行档案结合现场测试，对活性炭强度、粒度、碘吸附值、亚甲蓝吸附值、灰分等关键物理性能指标的变化情况进行分析，并考察活性炭强度对炭池出水颗粒物的影响。活性炭微生物性能分析与评估；活性炭微生物性能分析与评估一般包括炭上微生物在不同季节的生长状况、微生物在活性炭运行周期内的生长情况、生物量和生物活性炭在不同炭层的分布情况、炭上微生物种群的组成与演替情况等四个方面。评估结论制水工艺运行是否正常及出厂水水质达标情况；生物活性炭运行状况：包括生物活性炭工艺净水功能、运行状况是否良好、是否具有一定的抗冲击负荷能力等；生物活性炭失效研判：生物活性炭是否失效；生物活性炭更换建议：包括更换方式、更换比例、更换炭种、更换时机等。制水工艺运行管理建议。（4）附表：城镇供水厂生物活性炭运行评估建议跟踪指标及频次附表城镇供水厂生物活性炭运行评估建议跟踪指标及频次水厂各工艺环节水质检测项目及频次水样类型检测项目检测频次水源水水温、pH、浑浊度、色度、臭和味、肉眼可见物、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸盐（以N计）每日不少于1次原水特征污染因子：藻类、甲基异莰醇-2、土臭素、总氮、总磷、硝酸盐（以N计）视情况每月或每周1次，数据异常时至少每日1次工艺过程水沉淀出水浑浊度、色度、臭和味、余氯（预氯化时）每小时不少于1次亚硝酸盐（以N计）每日不少于1次砂滤出水浑浊度、色度、臭和味、余氯（预氯化时）每小时不少于1次亚硝酸盐（以N计）、硝酸盐（以N计，每周）每日不少于1次臭氧出水水中余臭氧水质变化或调整臭氧加注量时跟踪测定炭滤进出水浑浊度、臭和味、余氯（预氯化时）每小时不少于1次pH、耗氧量、氨氮、亚硝酸盐（以N计）、颗粒物（出水，定期或在线）每日不少于1次溴酸盐、甲醛、菌落总数、硝酸盐（以N计）、三卤甲烷总量每周不少于1次出厂水pH、浑浊度、色度、臭和味、肉眼可见物、氨氮、耗氧量、余氯、亚硝酸盐（以N计）每日不少于1次溴酸盐、甲醛、三氯甲烷、三氯乙醛、三卤甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷每月不少于1次甲基异莰醇-2、土臭素视情况每月或每周1次，数据异常时至少每日1次（与原水检测相对应）炭滤池反冲洗前后检测项目水样类型检测项目检测频次反冲洗前炭滤池进出水浑浊度（每次跟踪时）、生物量（活性炭）（每次跟踪时）、菌落总数（每次跟踪时）、生物活性（每季度）1、按不同水温或季节跟踪一段时间；2、选择1-2池，每季度监测1次生物量和生物活性随炭层厚度的变化规律及其在运行周期内的变化规律反冲洗后炭滤池进出水浑浊度（每次跟踪时）、生物量（活性炭）（每次跟踪时）、菌落总数（每次跟踪时）、生物活性（每季度）炭滤池主要运行参数测定测定项目测定频次各组滤池活性炭层高度每月1次滤速、反冲洗强度、反冲洗膨胀率、反洗前后水头损失选择1-2池，跟踪记录活性炭理化指标跟踪检测检测项目检测频次碘值、亚甲蓝值每月1次碘值、亚甲蓝值随炭层深度的变化规律选择1-2池，每季度1次强度、粒径、堆积密度、灰分选择1-2池跟踪，每半年1次强度、灰分随炭层深度的变化规律选择1-2池跟踪，每半年1次本标准用词说明为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。条文中指明应按其他有关标准执行的，写法为“应符合……的规定（或要求）”或“应按……执行”。非必须按所指定的标准执行的，写法为“可参照……”。引用标准名录《生活饮用水卫生标准》（GB5749）《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701）《室外给水设计标准》（GB50013）《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7701.2）《煤质颗粒活性炭试验方法》（GB/T7702）《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345）《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ58）

条文说明

1.总则截至2020年，江苏省内供水厂已基本实现了深度处理工艺全覆盖，饮用水安全得到有效保障。为进一步落实《省政府办公厅关于切实加强城市供水安全保障工作的通知》（苏政办发〔2014〕55号）的要求，及贯彻《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）的要求，实现从供“合格水”向供“优质水”的转变，特制定本标准。本标准的实施旨在切实提高全省城镇供水厂生物活性炭工艺的运行与管理水平，科学指导生物活性炭失效判别与更换工作，保障城镇供水水质安全。规定了本标准的适用范围。本标准适用于江苏省县级及以上城镇供水厂生物活性炭工艺所采用的煤质颗粒活性炭的失效判别及更换工作，其它水厂可参照执行。主要从提高资源利用率和避免二次污染角度针对生物活性炭的更换工作进行了原则性规定。一方面，更换下的活性炭具有一定的再生潜力和利用价值；另一方面，活性炭上附着的污染物质（如重金属等）若处理不当则可能对环境造成污染。通过对失效活性炭进行资源化利用可同时实现上述两个目的。明确了生物活性炭失效判别和更换时需同时执行国家、行业和江苏省颁布的有关标准、规范。3.基本规定本条引用《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）中的相关条文，旨在进一步明确江苏省城镇供水厂出厂水水质要求与生物活性炭失效判别的基本原则。近年来饮用水水源的突发污染问题引起人们的广泛关注。生物活性炭深度处理工艺具备活性炭吸附和炭上微生物生物降解的双重功能，对水中多种污染物具有较好的去除效果，可作为应急处理的重要补充。此外，城镇供水厂在生产过程中存在水量突变的可能，而处理负荷的突然增加可能导致出厂水水质变差，因此预留一定的应对水量突变冲击的能力可提高供水安全保证率。《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）第3.1.4条规定“为保障用户受水点水质达到《生活饮用水卫生标准》GB5749的要求，自来水厂应以关键水质指标控制标准为目标，制定严格的水质内控标准，强化运行管理，确保出厂水水质符合本标准的要求。”同时，《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）依据自来水厂有无深度处理工艺对水质指标进行了区分，如：针对湖库型水源，常规处理工艺出厂水耗氧量（CODMn法，下同）限值为2.5mg/L，而常规处理+深度处理工艺出厂水耗氧量限值为2.2mg/L。生物活性炭工艺为保证出厂水水质的重要屏障，因此本条明确江苏省城镇供水厂应根据《江苏省城镇供水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701-2019）的要求，在优化常规工艺运行管理的基础上，结合本厂运行管理情况，合理确定生物活性炭工艺的水质内控标准。臭氧-生物活性炭工艺单元的水质内控标准一般应包括浑浊度、臭和味、pH值、耗氧量、氨氮、亚硝酸盐等，其中浑浊度、臭和味宜至少每小时检测1次，pH值、耗氧量、氨氮、亚硝酸盐宜至少每日检测1次。条件允许时宜设置自动监测设备，并将检测数据及时传输至水厂中心控制系统。结合近几年的水源水质情况和《江苏省城镇供水水源突发性污染应急处置工作指导手册（试行）》，应用于不同类型水源的臭氧-生物活性炭工艺的重点去除目标：（1） 以长江为水源的，臭氧-生物活性炭工艺的重点去除目标一般应包括氨氮、石油类、挥发酚、臭和味、苯系物等。（2） 以湖库水为水源的，臭氧-生物活性炭工艺的重点去除目标一般应包括耗氧量、臭和味、致臭味物质、藻毒素等。（3） 以内河为水源的，臭氧-生物活性炭工艺的重点去除目标一般应包括耗氧量、氨氮、石油类、臭和味、致臭味物质、苯系物等。日常运行检测中若发现出厂水中某项水质指标浓度较以往有异常，则应加强监测工作并将该项指标列入生物活性炭工艺的重点去除目标之中。当水源水中溴化物浓度超过0.15mg/L，特别是原水有机物和氨氮浓度也较低时，应密切关注生物活性炭工艺出水的溴酸盐和卤代消毒副产物含量，并采取有效措施确保出厂水溴酸盐含量及卤代消毒副产物符合《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准（DB32/T3701-2019）的要求。规定了本标准应用的前提条件。良好的运行管理水平不仅能够保障臭氧-生物活性炭净水功能的正常发挥，还能够延长活性炭的使用寿命，因此臭氧-生物活性炭工艺应严格按《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ58-2009）、《江苏省城镇供水厂臭氧-生物活性炭工艺运行管理指南》等相关规程、指南进行管理。建立相关运行档案有利于为生物活性炭的失效判别和更换工作积累相关数据，有条件的水厂宜采用信息化管理以提高管理效率。生物活性炭池在运行过程中可能会造成活性炭流失。随着运行年限的延长，活性炭强度下降和长期反冲洗可能导致活性炭颗粒破碎，并进而导致活性炭流失。另一方面，反冲洗过程中的操作不当，也会造成活性炭颗粒的流失。活性炭颗粒的流失必然会导致炭层厚度的降低，并进而降低水与活性炭的接触时间，可能影响水中污染物的去除效率。因此，城镇供水厂应定期测定所有炭池内的炭层厚度。当发现炭层厚度降低至设置值的90%时，应及时补充活性炭。此外，炭层厚度明显降低反映活性炭本身物理性能出现了改变或存在运行管理不当的问题，应及时查找原因并做出相应调整。炭层厚度测定时，宜在每格炭池均匀布置监测点，一般每20m2至少布设1个监测点且每格活性炭池监测点不得少于2个。下向流生物活性炭池可在反冲洗前进行测定，上向流生物活性炭池可在反冲洗后进行测定。《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ58-2009）第4.10.15条规定：“应每年做一次20%总面积的滤池滤层抽样检查。吸附活性炭滤池活性炭碘吸附值不应小于600mg/g或亚甲蓝吸附值不应小于85mg/L，并应记录归档。”本条在此规定基础上对活性炭池的检测指标和检测频率进行了规定，增加了强度、生物量、生物活性、灰分和粒度等指标，并要求所有的检测项目在一年内实现所有活性炭池的检测全覆盖。强度、碘吸附值、亚甲蓝吸附值、粒度和灰分等指标应在反冲洗后采样测定，生物量和生物活性应在炭池运行周期的前期、中期和后期分别采样测定。采样时，应分别采集炭层上部（5%~10%炭层厚度）、中部（30%~40%炭层厚度）和下部（70%~80%炭层厚度）炭样，等比例混合后进行测定，条件允许时也可分别测定以便更加详细地了解活性炭的性能状况。生物活性炭的失效判别较为复杂，且换炭费用较高，因此建议自来水企业组织相关部门和技术力量定期对生物活性炭进行评估，以便及时了解生物活性炭的运行状况。评估可从水源水质分析、生物活性炭重点去除目标、生物活性炭净水效能、活性炭物化指标、炭上微生物性能、生物活性炭抗冲击负荷能力等方面开展。生物活性炭运行2年以内时虽吸附性能下降较快，但仍具有较高的吸附能力，而此时相关运行数据的积累还不够充足，因此要求投产2年后开展运行状况评估。当活性炭运行5年后，活性炭碘吸附值一般降低至350~400mg/g、亚甲蓝吸附值一般降低至75~80mg/g，吸附能力较投产时下降较多，当水源水质变动时可能影响生物活性炭的净水效能，因此在运行5年后宜每半年进行一次评估。运行管理对生物活性炭运行状况，特别是活性炭上生物量或生物活性的影响较大，当生物量不足时可能影响生物活性炭净水功能的发挥。对于上向流生物活性炭工艺还可能致炭层膨胀度不足而导致炭层积泥等现象。因此，当评估结果显示生物活性炭运行状况不佳时，应结合实际分析造成运行状况不佳的原因，并采用相应措施优化常规处理工艺和生物活性炭工艺运行状况。在臭氧-生物活性炭工艺中，臭氧氧化与生物活性炭单元工艺之间具有显著的协同作用。可以通过调整臭氧投加量、投加比例等来改变臭氧的氧化效果，并进而影响生物活性炭的处理效果。因此，在实际应用中可根据处理水质以及工艺效能的变化，通过调整两个单元工艺的运行参数来充分发挥臭氧-生物活性炭工艺的处理效能，尤其是针对短时、特定水质条件下的处理效能提升。一般认为当进水中余臭氧含量高于0.1mg/L时会影响后续炭上微生物的生物活性炭，因此在在臭氧投加量提升过程中，应密切监测臭氧接触池出水余臭氧含量当原水溴离子含量高于0.15mg/L时，还应密切关注炭池出水溴酸盐含量。生物活性炭处理效能的实现是生物降解、活性炭吸附以及两者协同作用的共同结果；活性炭吸附作用不仅对目标污染物的去除具有直接的贡献，而且会在一定程度上影响生物降解的传质过程。因此针对生物活性炭的失效判定不仅需要考虑活性炭吸附作用，还需要考虑生物降解作用。

4.生物活性炭失效判别水中天然有机物，经过臭氧氧化后可生化性提到大幅提升，活性炭上附着微生物的降解作用是去除的主要途径之一，而活性炭物理吸附作用可起到一定的补充和促进作用。对江苏省67家水厂的调研结果显示，对于不同水厂、不同水源水厂出水耗氧量与活性炭碘吸附值或亚甲蓝吸附值之间则无明显关系（如图1所示），故本条采用臭氧-生物活性炭工艺对耗氧量去除率作为判定标准。图SEQ图\*ARABIC1臭氧-生物活性炭出水耗氧量与活性炭碘吸附值（左）和亚甲蓝吸附值（右）的关系对于以耗氧量为主要去除目标的臭氧-生物活性炭工艺，为保证出厂水水质稳定达到《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32/T3701）的要求，并同时预留一定应对水源水质突发污染和抗水量突变冲击的能力，要求臭氧-生物活性炭工艺对耗氧量具有良好的去除率效果。考虑到生产运行过程中的条件变化及可能存在的进水水质突变等因素，本条规定以耗氧量为主要去除目标时，生物活性炭单元对耗氧量的去除率≥15%的年度保证率达不到95%时，宜进行换炭。保证率应以生物活性炭池进出水耗氧量的日检数据为基础，按下式计算：年备注：每次分别检测生物活性炭池的进水、出水耗氧量时，其检测次数算1次。水中致嗅物质的种类较多，目前《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）和《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32T3701-2019）对甲基异莰醇-2（2-MIB）、土臭素（GSM）两种物质的含量作出了明确规定。对江苏省内水源水中2-MIB和GSM等生物源致嗅味物质的调研显示，2-MIB和GSM的释放增加主要是由于藻类大面积生长和爆发，因此多呈现季节性或突发性的特征。根据“十二五”水专项关于生物活性炭对致嗅物质的去除效果研究和无锡锡东水厂、无锡中桥水厂和苏州相城水厂的生产经验，生物活性炭单元对致嗅物质的去除主要依靠活性炭的吸附作用，而生物降解作用起次要作用。同时，臭氧氧化过程对2-MIB具有较好的去除效果，因此可通过短时间内增加臭氧投加量（包括主臭氧和预臭氧）来强化2-MIB的去除。另外，投加粉末活性炭吸附能够有效地去除水源水中的2-MIB，因此在水源突发2-MIB污染时也可在取水口投加粉末活性炭来强化2-MIB的去除。采用短时增加臭氧投加量和投加粉末活性炭等措施可避免过早地因更换活性炭而增加制水成本。据苏南地区某水厂的生产经验，其在活性炭碘吸附值仅为300mg/g、亚甲基蓝值仅为75mg/g时，通过在取水口投加粉末活性炭、采用强化混凝技术、增加预臭氧和主臭氧投加量和优化生物活性炭运行参数等措施，在水源水2-MIB含量高达110ng/L时仍能保证出水2-MIB含量在8ng/L以下，出水水质符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）和《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》（DB32T3701-2019）的要求。因此，本条规定了以生物源致嗅物质为主要去除目标的生物活性炭工艺应充分发挥臭氧氧化和生物活性炭的综合作用以强化臭氧-生物活性炭工艺对水中生物源致嗅物质的去除。如果工艺调整后，生物活性炭工艺出水仍持续有臭和味时，应及时更换活性炭。部分水厂原水水质可能存在复合污染问题，生物活性炭工艺可能存在多个重点去除目标，此时应根据实际情况，选择确保处理出水水质最优的生物活性炭失效判定标准。多个水厂的生产实践与研究表明，活性炭强度与出水颗粒物密切相关，而出水颗粒物又与出水微生物风险密切相关。目前业内尚未对影响出水微生物安全性的活性炭强度值达成共识。但调研结果显示，活性炭强度低于80%时活性炭颗粒会在运行和冲洗过程中出现破碎现象，造成出水浑浊度及颗粒物含量升高、活性炭颗粒流失、炭层厚度降低等一系列问题，因此规定当活性炭强度低于80%时宜进行更换。但考虑到活性炭更换周期较长，在制定活性炭更换方案时需保证一定的提前量。颗粒均匀系数K80是表征颗粒均匀性的重要特征，《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）要求下向流生物活性炭均匀系数K80≤2.1。当活性炭均匀系数K80增大时，表明活性炭颗粒出现了明显的破碎现象，表明活性炭强度下降幅度较大，同时还可能出现反冲洗过程中活性炭颗粒流失的问题。因此，本条规定当活性炭颗粒均匀系数K80>3.0时宜进行更换。活性炭运行过程中的碘吸附值和亚甲蓝吸附值的降低一方面是由于炭上的吸附位点被吸附质占据所致，当活性炭碘吸附值低于250mg/g、亚甲蓝吸附值低于75mg/g时表明活性炭已基本失去了吸附能力。另一方面活性炭运行过程中部分颗粒物、胶体和微生物残体会造成活性炭孔道堵塞，从而造成吸附能力下降。而活性炭孔道的堵塞也会造成炭上物质扩散受阻，从而造成炭上微生物降解能力下降。水温较高时，活性炭上生物量及其活性均较强，因此对水中污染物的去除效果较好；但当水温降低至5℃时，活性炭上生物量及其活性均较弱，对水中污染物的生物降解性能较差，此时活性炭的吸附功能成为去除水中污染物的主要作用。因此，为保证生物活性炭对水中污染物的去除效果，生物活性炭在应用时需保证一定的吸附性能。对江苏省某碘吸附值低于250mg/g、亚甲蓝吸附值低于75mg/g的生物活性炭调研显示，其对耗氧量的去除率仅为10%左右。特别是在冬季时该生物活性炭对耗氧量平均去除率仅为5%左右，表明生物活性炭已基本失去其净水功能，故宜进行活性炭更换或再生。

5.活性炭更换与操作5.1一般规定5.1.1由于生物活性炭处理效能的实现是生物降解、活性炭物理吸附以及两者协同作用的共同结果，而新更换的活性炭在使用过程中则存在吸附能力逐步下降、生物降解能力逐步增强的过程。针对需要控制的目标污染物，由于其自身性质的差异，其主要去除机理存在一定的不同。因此活性炭更换时间节点的选择应结合原水水质的变化规律，选择在可能的周期性水质问题出现之前有针对性地进行。例如，当某个水质期主要需控制的目标化合物为可被活性炭有效吸附的物质，可采用在该水质周期来之前进行活性炭的更换；而当某个水质期的主要为通过生物降解而控制的目标化合物时，则应充分考虑活性炭上生物生长的速率，确保在该水质期到来时，活性炭上附着的生物量能达到要求。活性炭更换时必然涉及部分炭池停池并导致其它非更换炭池的处理负荷的升高，不利于自来水厂的正常生产与调度，严重时甚至可能影响供水水质或供水量。因此，城镇供水厂应制定严密的活性炭更换方案并采取必要措施，保证活性炭更换时不影响城镇供水厂的正常供水。5.1.2从减少活性炭补充量方面规定了生物活性炭的更换方式优化选择的原则。充分利用现有活性炭的吸附性能从而减少新活性炭或再生活性炭的补充量，不仅能够提高资源利用率，还可以降低失效活性炭处置或新炭的购置成本，有助于供水企业降低制水成本。5.1.3为保证水厂正常供水，难以做到同时对所有炭池进行活性炭更换，因此完成所有活性炭的更换操作需时较长。城镇供水厂在活性炭更换时应制定详细的工作方案，确保所有炭池内活性炭在其失效前得到更换。5.1.4《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ58-2009）第4.10.14条规定：“活性炭滤池新装滤料宜选用净化水用煤质颗粒活性炭。活性炭的技术性能应满足现行的国家标准和设计规定的要求。”本条在此规定基础上明确了新活性炭或再生活性炭应满足的技术性能标准，即《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7701.2-2008）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）。目前热再生仍是失效活性炭的主要再生方法。但热再生过程存在损耗大（一般30%~50%）、再生后机械强度明显降低（一般为原炭强度的90%左右）等缺点。“十二五”水专项课题对苏州相城水厂活性炭的研究结果表明，活性炭热再生的损耗为28%~36%，因此采用再生活性炭时也需补充部分新炭。而活性炭的机械强度则由原炭的97.3%下降至90.5%，接近《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）中对强度要求的最低限值（不低于90%）；而对活性炭进行第二次再生后活性炭强度下降至77.9%，已远低于《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）的要求。此外，采用再生活性炭时（特别是采用委托再生的方式时），由于运输、再生等所需时间较长，可能会导致采用生物活性炭工艺停产时间较久。各地应综合考虑和进行技术、经济性比较后，合理选择使用新活性炭或再生活性炭。在新活性炭种类的选择上，应采用吸附性能好、机械强度高、化学稳定性高、粒径适宜的煤质颗粒活性炭。后期拟对失效活性炭进行再生时，还应考虑活性炭再生后性能恢复性。煤质颗粒活性炭分柱状炭、柱状破碎炭、压块破碎炭和原煤破碎炭。国内早期水厂的生物活性炭一般采用煤质柱状炭，近年来则开始较多采用柱状破碎炭、压块破碎炭和原煤破碎炭，其中以柱状破碎炭和压块破碎炭为主。5.1.5城镇供水厂采用再生活性炭进行活性炭更换时，为保证再生活性炭质量，避免《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7701.2-2008）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）规定之外的指标所带来的风险，制定本条规定。5.1.6为保证装填的活性炭技术性能符合《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7701.2-2008）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）的要求，制定本条规定。活性炭的抽样、检测及判定方法按前述标准规定进行，具体如下：（1）抽样1）抽样方案抽样方案见表2。表2活性炭检测抽样方案每批活性炭包装件数抽取样品的包装件数1~4全部5~40441~80681~1208121~1609161~20010201~24011241~28012281~32013321~36014361~40015401~500162）抽样方法应会同供应商完成抽样与留样工作。采用清洁无锈的取样针插入包装件的深度约四分之三处，抽取样品。3）样品要求每包装件所抽取的样品不宜少于200g，当抽取样品的包装件数量小于5件时，可增加每包装件的取样量，使抽取的总样品量大于1kg。将每包装件抽取的样品混合在一起，并充分混匀，以四分法缩分样品，取两份500g，各装入清洁干燥的密闭容器中，注明供应商、产品型号、批号、抽样日期等信息。一份送具备检测资质的第三方进行检测，另一份留样保存，保存期不少于1年。（2）检测方法检测项目及方法应按照《煤质颗粒活性炭试验方法》（GB/T7702-2008）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）的规定进行。（3）判定规则1）检验结果中有三项或三项以上不符合《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7702-2008）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）的要求时，判定该批产品为不合格。2）检验结果中有一项或二项不符合《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》（GB/T7702-2008）和《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》（CJ/T345-2010）的要求时，应重新抽取样品进行不合格项目检验，复检结果仍有不合格项，则判该批产品为不合格品。5.1.7生物活性炭池中炭层下部的砂垫层的作用主要是用来降低出水浑浊度、截留颗粒物及微生物的。当炭池长期运行时，炭层下部的砂垫层中也会出现微生物生长的现象，从而削弱砂垫层对于颗粒物和微生物的截留效果。上述情况在采用单独水冲洗或冲洗强度不足时表现得更为明显。因此，为保证砂垫层对于浑浊度、颗粒物和微生物的截留效果，规定当炭池内失效活性炭全部更换时，应对砂垫层进行清洗或更换。为保证冲洗过程中炭层和砂垫层良好的冲洗效果，应考虑活性炭和石英砂在密度和粒径上的配合，保证下部砂垫层的流化膨胀又不至于使上部分炭层膨胀度过高。5.1.8生产与研究经验显示，下向流生物活性炭池炭层下增设砂垫层对于改善生物活性炭工艺出水浑浊度和降低出水颗粒物及微生物风险具有重要作用。部分早期建设的生物活性炭池炭层下未设置砂垫层或砂垫层较薄，应综合考虑池体结构与运行管理，条件允许时配合活性炭更换增设或加厚砂垫层。昆山市自来水公司的研究表明，不同厚度砂垫层出水的菌落总数随着砂垫层厚度的增加而减少，即砂垫层厚度增加有利于进一步拦截颗粒物及游离微生物，但当砂垫层厚度增加至400mm以上时，拦截作用增加不明显，出水菌落总数较为接近。因此，本条规定宜加厚砂垫层至400mm以上。除了砂垫层厚度对微生物的截留效果的影响外，砂垫层的级配对出水微生物含量也具有重要影响。昆山市自来水公司的研究发现不同级配砂垫层出水菌落总数关系遵循：细砂(d10=0.55mm，K80<2.0）≤粗砂(d=0.9～1.2mm)<粗砂(d=0.9～2.0mm)，即细砂垫层对生物的拦截作用最优。但考虑到各地生物活性炭池配水配气系统结构与孔眼尺寸不同，本标准未对砂垫层级配进行规定，各自来水厂应综合比较后确定砂垫层级配。5.2生物活性炭的更换操作5.2.1城镇供水厂活性炭池一般为封闭式，为保证活性炭更换过程中工作人员的安全，要求严格执行受限空间作业安全要求。操作过程中应注意：制定更换方案，列明重点关注的安全事项；做好生物活性炭池内的气体检测，确认有毒有害气体及氧气浓度达标，开具作业许可证，落实监护措施，确认后方允许作业；做好池内的空气置换并持续做好通风，池内照明使用安全电压（特别在潮湿环境中，安全电压：直流12V）；持续做好气体浓度检测；池内确保放空；使用对讲机与外界联络；注意使用小型移动设备的安全问题（潜水泵、配电箱、电缆等）。5.2.2活性炭更换过程包括失效活性炭从池体内的卸出、废炭的收集及运输、废水的收集及处理、新活性炭或再生活性炭的添加、更换后活性炭层的清洗及冲洗、生物活性炭挂膜等方面。为有利于后续活性炭的资源化利用，在失效活性炭卸出前宜对活性炭进行反冲洗。在保证不跑炭的前提下，冲洗强度宜采用设计冲洗强度的上限值。5.2.3活性炭的卸出与装填既可以采用人工方式进行，也可以采用水力的方式进行。采用人工方式进行卸出与