活性炭与炭砂过滤组合工艺

• 来源：快盈iiiq 更新时间：2021-05-14点击：1244次

• 　　活性炭与炭砂过滤组合工艺，“浸入式生物滤池”是指在池内设置填料，将污水浸入所有填料中，采用与曝气池相同的曝气方法，为微生物提供所需的氧气。填充物覆盖了生物膜，污水中的有机物被生物膜上的微生物降解，从而净化了污水。该方法介于活性污泥法和生物滤池之间，具有二者的优点，是一种综合处理方法。

  

  　　在SPW河流上的示范小试表明：活性滤池对甲醛、乙二醛的去除效果比无烟煤-砂滤法等其它滤池工艺稍好。中试配水试验结果表明，在生物化学降解有机物(BOM)浓度较低的情况下，活性滤池法去除藻类代谢物土臭素(GSM)和二甲基异拉醇(MIB)的效果明显优于无烟煤/砂滤池法。在河流的生产试验中，发现反冲洗对活性滤池和BOM的去除没有明显影响。

  　　活性炭与炭砂过滤组合工艺，活性滤池工艺的出水特性。

  　　作为取代普通快滤池的提标改造工艺，活性滤池对微污染水源中的浊度、有机物、氨氮、藻类等气味物质具有良好的去除效果，同时还可有效控制残留铝和微生物的泄漏。

  　　2.1除浊效果好。

  快盈iii　　用活滤池代替普通快滤池，首先要达到其对浊度的去除效果。过滤液对浊度的去除是传统的吸附截留和生物吸附相结合的产物，两者的相对大小，取决于生物膜在滤料介质表面的覆盖面积和孔隙大小，以及吸附液与被吸附物的界面特征。实验结果表明：活性滤池的出水粒数基本在50~100CNT/mL之间，平均出水0.066~0.140NTU，平均出水0.094NTU。其它国内的实验研究表明：当沉淀出水在3.0NTU以下时，活性滤池出水浊度在0.5NUT以下;

  　　2.2有机物质的去除效率。

  快盈iii　　传统砂滤池在处理微污染水源和高浓度有机污染物时，已不能满足饮用水水质标准的要求。比较了海浪净水通过活性滤池与普通快滤池对稳定微污地表水的去除效果，得出活性滤池对CODMn的去除率要比普通快滤池高出10%左右。在运行初期，活性滤池对有机物的去除主要依靠活性炭吸附，后期则主要依靠滤池内微生物的降解。一般情况下，常规处理去除的有机物主要是大于10KDa的分子量，对小分子有机物的去除效果不明显，而活性炭主要吸附中小分子有机物，而生物处理对小分子有机物的去除效果较好。

  　　2.3氨氮和亚硝酸盐氮的有效脱除。

  快盈iii　　当前，我国地表饮用水水源地氨氮超标现象较为普遍，而出厂水氨氮超标会造成饮用水的生物稳定性差，亚硝酸盐含量高，氯消耗大，气味难闻。滤料生物膜中的亚硝酸菌、硝化菌能有效地去除水中的氨氮和亚硝酸盐氮，提高出水的安全性。实验结果表明，当滤池进水中氨氮浓度达到2.00mg/L时，滤池的活性去除率为67%，而砂滤池只有40%。结果表明，活化滤池对氨氮和亚硝酸盐氮的去除效果明显好于其他方法。

  　　2.4去除藻类和气味物质。

  　　结果表明，在较高的原水藻含量下，主要致嗅藻有梭线藻、胶鞘藻、鱼腥藻、颤藻、篮纤维藻等。海藻引起的嗅觉物质浓度较低，一般小于10ng/L，虽然对人畜健康危害较小，但气味强烈，只需少量改变水中正常气味即可。对于藻类和气味，传统的去除方法基本上不能去除。结果表明，活性滤池对高藻原水的处理效果较理想，出水藻类总数为4.30×105个/L，总去除率95.1%，叶绿素含量为0.88μg/L，总去除率92.2%。

  　　2.5对剩余铝的有效控制。

  　　饮水处理常用的铝盐混凝剂，出水中一般都含有一定量的铝。铝会引起神经中毒，铝在血液中长期积聚可引起严重的脑病，使人痴呆，神经系统紊乱。调查显示，饮用水中残留的铝对人体血液中铝含量影响很大。该方法一方面通过去除水中的微絮体来去除水中不溶性残渣中的铝，另一方面通过活性炭吸附来去除一部分溶解性残渣中的铝，据报道，该方法对残渣的去除率可达90%以上。

  　　2.6微生物安全可靠。

  快盈iii　　在运行过程中，活性炭生物滤池中的微生物发生泄漏，当微生物与破碎的活性炭颗粒一起泄漏时，会对后续消毒过程产生很大的阻力，从而威胁到其出水的生物安全性。过滤出水中的生物活性炭中大肠杆菌含量很高，可达7300/L。但国内研究发现，活化滤池对微生物有良好的去除效果，出水不会出现细菌增殖。由于活性滤池中石英砂对微生物的截取作用，有可能产生这种情况。

  　　活性滤池运行的影响因素分析。

  　　在运行过程中，活性滤池运行稳定后，主要通过微生物在水中的生物降解作用来去除污物，因此，影响微生物数量和微生物活性的因素将成为运行稳定的主要因素，具体分析如下。

  　　3.1温度

  快盈iii　　根据微生物酶促反应原理，炭砂滤池对氨氮和亚硝酸盐氮的去除主要是通过微生物作用来完成的，温度的降低会影响微生物的活性和新陈代谢能力，温度越低，活性越小，代谢越慢;水温的变化会引起水粘滞系数的变化，从而改变基质的传质速率，处理效果也受到影响，活性炭/石英砂滤池对有机物和氨氮的去除效果也会受到影响。

  　　3.2反冲洗。

  快盈iii　　活性炭与炭砂过滤组合工艺反冲洗时，不可避免地会对活性炭表面生物膜造成破坏，从而影响生物量。但是，这种损伤主要是活性较弱的表面悬浮物，对滤池的运行不会造成很大影响，而且这些生物量在一定时间内可以恢复。

  　　3。预氧化。

  　　实验证明，颗粒活性炭可与前端预氧化残留的游离氯二氧化氯、臭氧等氧化剂在表面进行反应。因此，在活性滤池的表层活性炭中，虽然生物量较小，但能够消除预氧化后产生的残余预氧化剂对下层微生物的灭活作用。但若长期使用残留预氧化剂进入人用活性炭/石英砂滤池，则会使表面活性炭的结构恶化，对滤池的长期运行不利，应尽量控制预氧化剂的投加量，避免残留预氧化剂进入后续滤池。

  　　四是活性滤池的研究进展。

  　　与单层滤料相比，活性滤池具有更好的净化效果，减少反冲洗次数，降低反冲洗强度。现在在瑞士，日本，美国等国家，都有活性炭/石英砂滤器这种滤料。例如瑞士的苏黎世某水厂，有12个活性炭吸附池，每个池面积44m2，池内下层有0.7~1.0m3粒径石英砂0.5m厚，上层为匹兹堡F400炭层1.2m3厚，年产水量为4000万m3;苏联秋明水厂，上层为1.2m厚活性炭，活性滤池用于去除气味和有机物。

  快盈iii　　国内针对活性炭/石英砂滤池除污机理的研究较少，且多停留在操作影响因素及效果等方面，应用实例较少，现阶段大面积推广困难不少，需要进一步加强研究。

  　　5.微生物特性研究。

  　　生物滤池在活性炭/石英砂滤池中的作用尤其重要，它直接关系到滤池除氨氮和有机物的效果，同时也关系到滤池出水的安全。据研究表明，生物活性炭表面的微生物活性对活性炭具有再生作用，其再生率可达20~24%。本文将借助电镜技术和分子生物学手段，对活性滤池中微生物的特性进行细致的研究，探讨活性滤池的除污机理，更好地利用微生物去除污染物，同时控制微生物的毒性，减少由微生物引起的安全问题。

  快盈iii　　4.2过滤材料研究。

  快盈iii　　同时，级配也是活性滤池中滤料处理的关键因素，活性滤池反冲洗时会出现上部活性炭因反冲洗而跑掉的现象，为此，要进一步研究活性滤池中两种滤料的粒径，确定较好的粒径级配，从而减少冲洗时的跑炭现象，提高滤池对污物的去除效果。

  　　4.3复合技术的应用研究。

  快盈iii　　在水污染日益严重的情况下，单靠一种单一的水处理方法已不能满足新的水质标准。由于活性滤池是在传统快滤池的基础上改进而成的，因此，它的滤层厚度受到很大限制，同时由于滤料的特性，它对污染物的去除能力也很有限。当水源突然受到污染时，这一问题尤为突出。因此，必须将活性滤池与其它新型工艺相结合，才能更好地去除水中的污物，达到新国标的要求，如对于高浓度易吸附的有机物，宜采用粉状活性炭与炭砂过滤组合工艺;对于高浓度氨氮污染，宜采用曝气与炭砂过滤组合工艺。

  　　五、结论。

  　　活性炭与炭砂过滤组合工艺生物滤池是将常规过滤、颗粒活性炭吸附和生物膜氧化技术相结合的一种新型过滤工艺。该技术不但与传统滤池工艺一样具有良好的除浊效果，而且对我国现阶段微污染水源中的有机物、氨氮等的去除效果也十分明显，与其他新工艺结合使用，可提高滤池的适用范围。采用常规快滤池对活性滤池进行改造，基建投资和运行费用低，非常适合对现有常规工艺水厂提标改造。