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1、生物活性炭濾池的工藝特性試驗(yàn)研究 提要：生物活性炭濾池的工藝參數(shù)直接影響其處理效果和成本。本文分析探討了炭床高度和空床接觸時(shí)間對(duì)生物活性炭濾池凈水效果的影響，認(rèn)為空床接觸時(shí)間是決定性因素，合理確立了生物活性炭濾池的相關(guān)工藝參數(shù)?！ ‰S著水源污染的日益嚴(yán)重，為了克服常規(guī)處理工藝的不足，滿足不斷提高的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)常規(guī)處理工藝出水再進(jìn)行深度凈化將成為自來(lái)水廠的選擇之一。生物活性炭技術(shù)能有效解決水中有機(jī)污染和嗅味等問(wèn)題，從而提高飲用水化學(xué)和微生物安全性，目前它已作為自來(lái)水深度凈化的一個(gè)重要途徑而被水工業(yè)界重視[1，2]。該技術(shù)要
2、點(diǎn)是：以粒狀活性炭為載體富集水中的微生物而形成生物膜，通過(guò)生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物，同時(shí)生物膜能通過(guò)降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭，從而大大延長(zhǎng)活性炭的使用周期。生物活性炭濾池的工藝參數(shù)直接影響其處理效果和成本，并且合適的參數(shù)值還和濾池進(jìn)水水質(zhì)有一定關(guān)聯(lián)，在大規(guī)模應(yīng)用前進(jìn)行針對(duì)性的研究很有必要。1.試驗(yàn)研究方法1.1試驗(yàn)工藝流程及裝置 本次中試工藝流程為預(yù)臭氧化+混凝、沉淀、過(guò)濾+臭氧-生物活性炭，試驗(yàn)裝置（圖1），包括預(yù)臭氧化、常規(guī)處理、主臭氧化和活性炭處理系統(tǒng)?！ 』钚蕴繛V池橫截?cái)嗝娉叽鐬?00
3、×500mm，高度為4.92m，內(nèi)部均分兩格，采用小阻力配水系統(tǒng)。裝填ZJ-15型柱狀活性炭（新華化工廠生產(chǎn)），該炭碘值和亞甲蘭吸附值分別為961和187mg/g。生物活性炭濾池采用下向流型式，濾池采用兩段式氣水反沖洗，即首先以空氣擦洗、再以未加氯的砂濾出水反沖，反沖洗周期為7天?！ 〕粞醪捎肙zonia公司的CFS-1A型臭氧發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制備，以空氣為氣源、自來(lái)水為冷卻介質(zhì)。預(yù)臭氧化的臭氧接觸時(shí)間和投加量分別為4.5min和1.5mg/L左右，水在塔內(nèi)流速為40m/h左右。主臭氧化的臭氧接觸時(shí)間和投加量分別為16min和2.0m
4、g/L左右，水在塔內(nèi)流速為22m/h左右，氣水逆流接觸。 試驗(yàn)期間，常規(guī)處理工藝參數(shù)基本恒定，即處理水量3～3.5m3/h，混合時(shí)間6～6.5s，反應(yīng)時(shí)間23.2～19.9min，沉淀池清水區(qū)上升流速1.39～1.62mm/s、斜管內(nèi)上升流速1.60～1.87mm/s，濾池濾速6.49～7.57m/h?；炷齽┖蚿H值調(diào)節(jié)劑分別采用液態(tài)堿鋁和氫氧化鈉，投加濃度分別為2.5mg/L和6mg/L左右。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在參考現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本研究首先采用2.0m和2.5m炭床高度，分別進(jìn)行空床接觸時(shí)間10、12min的對(duì)比試驗(yàn)；然
5、后選定炭床高度，分別進(jìn)行空床接觸時(shí)間7.5、10、12、15、20min的對(duì)比試驗(yàn)。1.3試驗(yàn)方法 試驗(yàn)期間水溫較高（26～31℃，平均29℃），生物活性炭濾池采用自然掛膜，生物膜成熟時(shí)間約15天。試驗(yàn)期間生物活性炭濾池進(jìn)水水質(zhì)如表1所示：表1生物活性炭濾池進(jìn)水水質(zhì)????指標(biāo)水溫(℃)pH值濁度(NTU)色度CODMn(mg/L)含藻量（萬(wàn)個(gè)體數(shù)/L）最小267.380.13＜50.695.0最大317.970.3852.0824平均297.680.24—1.3911.3 注：表1中實(shí)測(cè)期間色度＜5的次數(shù)約占1/3。2.試
6、驗(yàn)結(jié)果與分析2.1炭床高度 當(dāng)生物活性炭濾池空床接觸時(shí)間分別為12min和10min時(shí)，2.0m和2.5m炭床高度的BAC池進(jìn)出水濁度、CODMn的歷時(shí)變化情況見(jiàn)圖2～3，圖中5/23～6/2、6/2～6/9分別對(duì)應(yīng)12min和10min的試驗(yàn)結(jié)果。 由圖2～3：雖然二池出水濁度、CODMn的歷時(shí)變化有所差異，但平均而言差異并不明顯。當(dāng)空床接觸時(shí)間為12min時(shí)，在2.0m和2.5m池進(jìn)水濁度、CODMn均值分別同為0.33NTU、1.50mg/L的條件下，二池出水濁度、CODMn均值分別為0.29NTU和0.31NTU、1
7、.00mg/L和1.01mg/L。當(dāng)空床接觸時(shí)間為10min時(shí)，在2.0m和2.5m池進(jìn)水濁度、CODMn均值分別同為0.37NTU、1.60mg/L的條件下，二池出水濁度、CODMn均值分別為0.31和0.31NTU、1.30和1.40mg/L。由此可認(rèn)為在本試驗(yàn)條件下，如果空床接觸時(shí)間、進(jìn)水水質(zhì)等其它件相同，炭床高度對(duì)BAC池出水濁度、CODMn的影響較小。雖然圖2～3也反映出BAC池出水濁度和CODMn有稍高于進(jìn)水相應(yīng)值的情形，但主要原因可能在于進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)和取樣延時(shí)、水力沖刷導(dǎo)致炭粒表面的生物膜和炭粉脫落，此外微生物代謝
8、產(chǎn)物的排出和低濁度水的濁度分析值得進(jìn)一步研究?！ ?shí)驗(yàn)結(jié)果（表2）還表明，在空床接觸時(shí)間等其它試驗(yàn)條件相同時(shí)，炭床高度對(duì)BAC池出水色度、pH值的影響不大；但對(duì)嗅閾值卻有一定影響，在空床接觸時(shí)間同為10min時(shí)，炭床高度2.5m池的出水嗅閾值超過(guò)深水集團(tuán)管道直飲
