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1、臭氧化-生物活性炭技術(shù)的研究與應(yīng)用摘要：概述國內(nèi)外臭氧化-生物活性炭的發(fā)展歷史，分析和介紹國內(nèi)外該工藝技術(shù)應(yīng)用的典型案例，并指出臭氧化-生物活性炭工藝當(dāng)前的技術(shù)難點(diǎn)和發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：臭氧活性炭臭氧化-生物活性炭消毒副產(chǎn)物致病微生物1.引 言隨著世界各國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，飲用水的衛(wèi)生和安全也受到越來越廣泛的關(guān)注。由于水源污染日趨嚴(yán)重，水微量分析技術(shù)不斷進(jìn)步，在飲用水中越來越多的有機(jī)、有毒污染物被檢測出來，并通過流行病學(xué)調(diào)查研究和對污染物毒理學(xué)的驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)某些污染物與居民發(fā)病率具有密切的相關(guān)性，從而更引起了人們對飲用水安全的
2、高度重視?！ ≡诿绹甏踉鴮?0個大城市、11590個城鎮(zhèn)的飲用水進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查指出，飲用經(jīng)氯化以后的地表水可能對人體健康造成潛在危險(xiǎn)。在1974～1977年間，美國環(huán)保局又組織了兩次全國性的調(diào)查，一次是調(diào)查80個城市的飲用水中4種鹵代烴濃度，并對10個城市飲用水中所含的有機(jī)物質(zhì)作了詳細(xì)的分析；另一次是調(diào)查俄亥俄，印地安納、伊利諾斯、威斯康星、明尼蘇達(dá)、密執(zhí)安等州的83個城市飲用水中三鹵甲烷的存在情況。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飲用水的有機(jī)污染已遍及整個美國1。德國、英國、加拿大等國也調(diào)查了城市地下水及地面水加氯消毒后揮發(fā)性鹵代烴的存在情況，并根據(jù)
3、調(diào)查結(jié)果修訂了本國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著這些研究和調(diào)查的不斷深入，人們逐漸認(rèn)識到，常規(guī)的混凝沉淀－砂濾－投氯消毒處理技術(shù)不能充分保障飲用水的衛(wèi)生與安全，因此，以去除水中有機(jī)污染物為目標(biāo)的飲用水深度凈化技術(shù)得到日益廣泛的研究和應(yīng)用。臭氧與活性炭聯(lián)用的飲用水除污染新技術(shù)，即臭氧化－生物活性炭處理工藝，以其氧化性強(qiáng)、副產(chǎn)物少、吸附與降解效果顯著等特點(diǎn)，日益受到重視，并迅速地從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用?！ ∨c此同時(shí)，飲用水中隱孢子蟲、賈第蟲等新的致病微生物因子不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重影響飲用水的生物學(xué)安全。70年代以來，歐美發(fā)達(dá)國家暴發(fā)了多起由賈第蟲、隱孢子蟲等致病原生動
4、物，引起的較大規(guī)模水介流行病。鑒于這兩種致病原生動物已經(jīng)構(gòu)成對飲用水微生物安全的主要危脅，各國相繼開展水源水、出廠中賈第蟲、隱孢子蟲的監(jiān)測，修訂飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并開展相關(guān)的工藝技術(shù)研究，其中值得注意的是臭氧化-生物活炭深度處理技術(shù)對這兩種致病原生動物具有很好處理效果。臭氧對隱孢子蟲卵囊的滅活能力明顯高于游離氯和氯氨。在1mg/L臭氧、接觸5分鐘可以對隱孢子蟲卵囊滅活90%，而達(dá)到同樣的去除率，則需要80mg/L的自由氯和氯氨接觸近90分鐘。這表明，除臭氧外，水廠通常使用的消毒劑不能用來滅活隱孢子蟲卵囊2。粒狀活炭過濾去除賈第蟲孢囊、隱孢子蟲卵囊
5、與砂濾池或雙層濾料濾池的效果大致相同63，也就是說臭氧化-生物活性炭工藝中的炭濾可以在原有工藝的基礎(chǔ)上，增加一道安全屏障。臭氧化-生物活性炭技術(shù)的這一新的優(yōu)勢，使其應(yīng)用又呈現(xiàn)出更快的增長勢頭。2．臭氧化-生物活性炭技術(shù)發(fā)展概況2.1臭氧化技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用 臭氧是氧的同素異構(gòu)體，由3個氧原子組成，常溫常壓下是一種不穩(wěn)定的淡紫色氣體，并可自行分解為氧氣。它的密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧具有極強(qiáng)的氧化能力，在水中氧化還原電位僅次于氟而居第二位。臭氧本身的特性決定了臭氧化技術(shù)具有以下特點(diǎn)：①臭氧由于其氧化能力極強(qiáng)，可去除其
6、它水處理工藝難以去除的物質(zhì)；②臭氧化的反應(yīng)速度較快，從而可以減小反應(yīng)設(shè)備或構(gòu)筑物的體積；③剩余臭氧會迅速轉(zhuǎn)化為氧氣，既不產(chǎn)生二次污染，又能增加水中溶解氧；④在殺菌和殺滅病毒的同時(shí)，可除嗅、除味；⑤臭氧化有助于絮凝，可以改善沉淀效果。 自1785年由VanMarum發(fā)現(xiàn)臭氧后，1886年Meritens證實(shí)臭氧具有極強(qiáng)的殺菌能力4，本世紀(jì)初，開始作為自來水的消毒凈化劑。隨后證明臭氧還可有效地去除水中的酚、氰、硫、鐵、錳，降低COD和BOD，并能脫色、除臭和殺藻。但由于臭氧設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較高，未能廣泛應(yīng)用。二次世界大戰(zhàn)后，臭氧發(fā)生器的研制取得很大
7、進(jìn)展，其規(guī)模和效率也有了大幅度提高，特別是進(jìn)入20世紀(jì)70年代，臭氧化技術(shù)得到迅速發(fā)展，因此已成為水處理的重要手段之一5?！ 〕粞趸夹g(shù)應(yīng)用以歐洲大陸最為普遍。法國和瑞士臭氧化工藝的應(yīng)用有著悠久的歷史，臭氧化設(shè)備也居世界領(lǐng)先地位；德國全國85%的水廠采用了臭氧深度處理技術(shù)。目前這些國家在臭氧化技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中仍處在世界前列。在70年代，世界上約有1039座水廠應(yīng)用了臭氧消毒技術(shù)，而其中有近1000座位于歐洲。到90年代，應(yīng)用臭氧技術(shù)的水廠在歐洲已達(dá)近2000家左右，成為世界上最集中的地區(qū)。與此同時(shí)，多種復(fù)合型臭氧水處理技術(shù)首先在這些國家得到開發(fā)
8、和正式投入生產(chǎn)應(yīng)用?！ ≡诿绹⒓幽么?、澳大利亞等國家，臭氧技術(shù)的發(fā)展在60年代以來一直比較穩(wěn)定，但其應(yīng)用規(guī)模都比較小，到了80年代，這些國家在臭氧技
