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臭氧生物活性炭工艺中各部分的主要作用

来源:原创 | 发布时间:2018/12/19 |

      臭氧-生物活性炭工艺是将活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒四种技术合为一体的工艺,臭氧生物活性炭工艺中各部分如下:
      臭氧:减轻活性炭的吸附负荷;通过把三卤甲烷前驱物质变成低分子物质而提高生物分解性能;通过把疏水性物质亲水化而提高生物分解性能;溶解氧气的供给源。
      微生物:分解包括臭氧分解产物在内的可同化有机碳(AOC);氨的消化;可同化吸附质通过微生物分解使活性炭再生。
      活性炭:吸附难分解性(生物难降解性、臭氧难分解性)的物质;吸附分解产物;通过分解残存的臭氧而供给溶解在水中的氧气;吸附质的水解等。
      臭氧的预氧化作用可初步分解水中的部分简单有机物及其他还原性物质,使之变成二氧化碳和水,以减轻生物活性炭的有机负荷,提高低量活性炭处理的能力;同时,臭氧氧化能使水中难以生物降解的有机物转化成可生物降解的小分子有机物,提高了水的可生化性,分解后的小分子有机物的极性和亲水性也得到了提高,更容易被活性炭吸附和被附着在活性炭上的细菌生物降解。另外,臭氧氧化后生成的氧气无毒、无害,能再处理水中起到充氧作用,使生物活性炭滤池有充足的溶解氧,创造了好氧菌生长环境,为附着于活性炭上的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源,使好氧微生物活动增强,提高了微生物增长潜力,加快了生物氧化和硝化作用。
      活性炭孔隙多,比表面积大,能够富集水中的微生物,同时吸附水中溶解性的有机物,但对一些挥发性较低、难以生物降解、分子量大的高分子有机物不易吸附,而且吸附性还受有机物所带官能团及分子结构的影响。利用抽样的氧化作用使大分子难降解的有机物转化为易降解的小分子有机物,使其易被活性炭吸附。微生物主要富集在活性炭颗粒外表面及邻近的大孔中而不能进入微孔,其可直接将炭表面和大孔中吸附的有机物降解,降低了活性炭表面和大孔镇魂女鬼有机物的浓度,使活性炭粒内外存在着由高到低的浓度差,使吸附于内部微孔中的有机物向活性炭表面扩散,继续进行有机物的降解,而空出的活性炭对水中有机物的吸附和微生物的氧化是相继发生的,微生物的氧化分解作用使活性炭的吸附能力得到恢复,而活性炭的吸附作用又使微生物获得丰富的养料和氧气,两者互相促进,形成相对稳定的状态,得到稳定的处理效果,从而大大地延长了活性炭的再生周期。
      生物活性炭滤池同时具有吸附和生物降解两种功能,但这些功能是否得到充分的利用,取决于有机物的可吸附性与可生化降解性。按水中的溶解选哪个有机物大致可分为四类来说明:可吸附与可生物降解的;可吸附但非生物降解的;非吸附但可生物降解的;非吸附又非生物降解的。对第四类有机物,生物活性炭的吸附于生物活性都不起作用;对第三类有机物只能靠生物活性来去除,加强炭滤池中的生物活性虽然能增加去除率,但生物活性炭的吸附作用与之无关;对第二类有机物只能靠吸附去除,因此生物活动的强弱与之无关;对第一类有机物来说,加强生物活动可以减少活性炭滤池的吸附量,延长活性炭的吸附寿命。因此认为,当进入生物活性炭滤床水中的有机物是可生物降解的,或者是经预臭氧化后可变生物降解的,都可以减少活性炭滤床的吸附负荷,从而延长了活性炭滤床的使用寿命。
     采用臭氧活性炭的优点是:可提高水中溶解性有机物的去除效率,提高出水水质;有效地去除水中可生化的有机物和无机物,提高出厂水的生物稳定性;生物活性炭的吸附生物降解协同作用,延长了活性炭的再生周期,减少了系统的运行费用;水中氨氮和亚硝酸盐可被生物氧化为硝酸盐,减少了后氯化的投氯量,降低了三卤甲烷的生成量。
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