饮用水化学氧化处理技术精.ppt

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1、饮用水化学氧化处理技术第1页，本讲稿共93页本章主要内容本章主要内容1 生物预处理技术2 生物慢滤技术 3 生物活性炭深度处理技术 4 臭氧氧化生物活性炭深度处理技术5 饮用水生物处理的挂膜第2页，本讲稿共93页第1部分 生物预处理技术第3页，本讲稿共93页生物预处理的目的生物预处理的目的 饮用水生物预处理是指在常规净水工艺前增设生物处理工艺，借助微生物的新陈代谢活动，对水中的氨氮、有机污染物、亚硝酸盐氮、铁、锰等污染物进行初步的去除，以减轻常规处理和深度处理的负荷，通过综合发挥生物预处理和后续处理的物理、生物、化学的作用，提高和改善出水水质。第4页，本讲稿共93页有机物和氨氮生物去除的机理第

2、5页，本讲稿共93页生物膜生物膜生物膜被定义为一种活跃生长发育着的单一或混合的微生物群体，其不可逆地附到一种活性的或非活性的表面。生物膜上生物相丰富，有细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物组成较稳定的生态系统。生物膜是整个水处理构筑物的核心，良好生物膜是生物膜反应器稳定运行的基础，而填料上的挂膜过程直接关系到生物膜的好坏。第6页，本讲稿共93页陶粒滤池内不同区域的生物膜生长情况陶粒滤池内不同区域的生物膜生长情况（1000 倍）倍）第7页，本讲稿共93页生物预处理的优点生物预处理的优点 与物理化学工艺相比，具有一些明显的优势：（1）生物处理工艺的处理工程实际是水体天然净化工程的人工化，不产生二次

3、污染；（2）通过降解可生物降解有机物使出水的稳定性提高，降低输水管网中菌群再次生长的可能性，在提高饮用水安全性的同时，间接减少了对管网的腐蚀；（3）对痕量有机物有一定的去除作用；（4）通过降解可生物降解有机物，并通过氧化氨氮等物化无能为力的氯耗物质，减少了作为消毒剂的液氯的消耗，从而降低了消毒副产物的水平和饮用水的致突变性；（5）对铁、锰等去除作用比较好；（6）生物处理可以通过改变Zeta电位，改进有机物的混凝性能，减少了混凝剂的消耗，适合我国国情。第8页，本讲稿共93页生物预处理的应用生物预处理的应用生物处理由于运转费用低、运行管理方便、去除效果好等一系列优点，引起了国内外的广泛重视和关注。

4、水源水的生物处理技术在欧洲和日本研究的较多而且有工程应用。我国也有较多的研究和应用。第9页，本讲稿共93页生物预处理工艺的种类生物预处理工艺的种类生物接触氧化淹没式生物滤池生物塔滤生物膨胀床和流化床生物转盘第10页，本讲稿共93页生物接触氧化工艺发展生物接触氧化工艺发展1生物接触氧化法作为微污染水的预处理工艺，最早是在上世纪70年代初由日本小岛贞男博士提出的，他的“蜂窝管式接触氧化”装置，在玉川水厂的富营养化微污染水的处理应用研究中，取得了较好的效果。20世纪7080年代初，日本进行了大量的生物处理原水的工程实践。同济大学和中南市政院在国内较早开展了水源水生物接触氧化处理技术的研究，并较多地应

5、用于生产实践，主要如设计工程规模分别为4万m3/d、12万m3/d、400 万m3/d的宁波市梅林水厂、上海惠南水厂和东深供水工程。上海市北自来水公司完成了规模为400万m3/d的受污染黄浦江原水的生物预处理系（生物接触氧化法）统设计和工程建设。第11页，本讲稿共93页生物接触氧化法原理生物接触氧化法原理 在生物接触氧化池内设置人工合成的填料，经过充氧的水以一定的速度连续流经填料，通过填料上形成的生物膜的絮凝吸附、氧化作用使水中可生化利用的基质得到降解去除。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺，主要由池体、填料、布水装置和曝气系统4部分组成。第12页，本讲稿共93页填

6、料的选择 作为生物膜载体，填料的选择应遵循以下原则:有一定的机械强度较大的比表面积生物、化学及热力学稳定性好一定的孔隙度及表面粗糙度对生物膜活性无明显抑制性可再用性，价格低廉第13页，本讲稿共93页填料类别填料类别软性填料和半软性填料软性填料和半软性填料 半软性填料半软性填料 软性填料 第14页，本讲稿共93页填料类别填料类别塑料斜管蜂窝填料塑料斜管蜂窝填料 第15页，本讲稿共93页填料类别填料类别组合式双环填料组合式双环填料 第16页，本讲稿共93页多孔旋转球型悬浮填料多孔旋转球型悬浮填料 第17页，本讲稿共93页填料类别填料类别立体弹性填料立体弹性填料国内常用弹性立体填料作为填料第18页，

7、本讲稿共93页弹性立体填料生物接触氧化工艺特点1 弹性立体填料比表面积较大,全部填料表面都容易附着生长生物量较大的生物膜;2 各填料单元松散状布置，既适应原水通过，发挥挂膜生化除污染作用,不会被原水中的悬浮杂质堵塞，又便于及时自动或水气冲洗脱落老化的生物膜，可始终保持填料表面良好的生物活性；3 填料丝条长期浸泡在池水中,始终保持弹性和辐射状张展,经久耐用，对填料下方的曝气上升气泡有良好的切割分散作用，有助于布气配水均匀和提高氧的利用率；4 弹性立体填料每1 m3空间布置的填料单价约130140元，仅是35管径的塑料蜂窝管填料每1 m单价的1/3左右，可显著节约生物接触氧化池的基建投资；5 弹性

8、立体填料生化池中的填料过水部分水流阻力小,可节约日常运行电费。存在的主要问题是短流、池底和填料的积泥。第19页，本讲稿共93页弹性填料生物接触预氧化对吴淞江水的处理情况弹性填料生物接触预氧化对吴淞江水的处理情况第20页，本讲稿共93页生物接触氧化工艺预处理微污染源水效果 第21页，本讲稿共93页生物接触氧化工艺的优缺点生物接触氧化工艺的优缺点优点优点 处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，生处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，生成污泥量少，易于维护管理。成污泥量少，易于维护管理。缺点缺点 填料间水流缓慢，水力冲刷小，生物膜更新速填料间水流缓慢，水力冲刷小，生物膜更新速度慢，膜活性不高，有些填

9、料如蜂窝管式填料度慢，膜活性不高，有些填料如蜂窝管式填料易引起堵塞，而且不水不气不易达到均匀，另易引起堵塞，而且不水不气不易达到均匀，另外填料价格较贵加上填料的支承结构，投资费外填料价格较贵加上填料的支承结构，投资费用较高。用较高。第22页，本讲稿共93页生物接触氧化工艺处理效果的影响因素原水水质水温气水比 0.8:11.5:1水力停留时间 1.2 2.0hp H值 7.0 8.5,填料类型第23页，本讲稿共93页淹没式生物滤池根据颗粒填料的类型分为：陶粒生物滤池沸石生物滤池轻质滤料滤池第24页，本讲稿共93页陶粒生物滤池研究和应用清华大学开展大量的研究1993年10月国内第一座生产规模的饮用

10、水生物接触氧化预处理装置(处理能力1m3/d)在蚌市投入运行。2001年周家渡水厂的生物陶粒滤池的处理规模为5000m3/d。第25页，本讲稿共93页陶粒生物滤池结构示意图滤池主体分为配水系统、布气系统、承托层、陶粒填料层、冲洗排水系统等五部分。第26页，本讲稿共93页陶粒生物滤池的特点生物陶粒滤池以陶粒作为滤料，陶粒的表面粗糙，具有一定的内部孔隙，比表面积大，适合于微生物的附着、固定和生长，而且陶粒的密度适中，强度高，耐摩擦，无毒性，价格适中，是理想的生物载体。生物陶粒滤池的独到之处在于，它既可以采用下向流又可以采用上向流的运行方式。当采用下向流时由于受底部曝气的影响，它对增大滤速有一定的限

11、制，实际应用中滤速难以超过6m/h。采用上向流方式则可获得较高的滤速。但是当原水浊度及悬浮物浓度较高时易堵塞配水系统而导致配水不均匀,给运行管理带来严重后果。第27页，本讲稿共93页陶粒生物滤池预处理微污染源水效果 第28页，本讲稿共93页陶粒滤池对黄河水中有机物的去除对有机物的去除受水质波动影响很大第29页，本讲稿共93页生物接触氧化和陶粒滤池对有机物的去除机理的异同 生物滤池生物降解 微生物吸收利用有机物，得以降解。生物过滤 附着生物量及陶粒间隙之间的生物絮体能发挥一定的吸附、絮凝作用，达到良好的截留悬浮物的效果 生物接触氧化生物降解第30页，本讲稿共93页陶粒滤池对黄河水中氨氮的去除对氨

12、氮的去除受水质波动影响很大第31页，本讲稿共93页污染物在下向流陶粒生物滤池内沿水污染物在下向流陶粒生物滤池内沿水流方向变化规律流方向变化规律 第32页，本讲稿共93页陶粒生物滤池内CODMn去除的动力学变化规律 假定BF可按推流式反应器考虑，即认为它只是在垂直于水流动方向上可能有混合现象，而在水流方向上完全不存在混合现象，当然这是一个理想化的模型。第33页，本讲稿共93页物量衡算方程 写容积Az内的物量衡算方程得：QCz+(Az)r=QCz+z+(Az)(dCz/dt)式中：Q流量；Czz处浓度；A反应器横断面积；r反应速率；令zdz，上式可写成：-(Q/A)(dCz/dz)+r=dCz/d

13、t第34页，本讲稿共93页陶粒生物滤池内CODMn去除的动力学第35页，本讲稿共93页下向流陶粒生物滤池内生物膜活性变化下向流陶粒生物滤池内生物膜活性变化陶粒上生物膜脱氢酶活性沿水流方向逐渐降低，这是由于有机基质浓度逐渐降低的缘故。第36页，本讲稿共93页陶粒生物滤池去除浊度的问题反思？滤池良好的除浊效果(生物过滤）然而对于经沉淀处理的黄河水或水库水，浊度较低，在冬季经滤池处理后，形成低温低浊水，使后续常规处理工艺出水浊度难以控制在1 NTU以内，而且常规工艺对有机物的去除效果变差。第37页，本讲稿共93页沸石的特性 沸石是一族架状构造的天然价廉的多孔非金属含水铝硅酸盐矿物质。它具有以下特殊性

14、质:明显的阳离子交换能力;分子筛作用;吸水剂沸石是一种极性吸附剂沸石的特殊结构,使沸石还具有耐酸、耐碱、热稳定等性能。天然沸石在水处理中作滤料,可以利用它的比表面积大、吸附能力强、视比重小等特点来去除水中的悬浮物、藻类、降低出水浊度等。沸石又是一理想的生物载体，其表面不但适宜于微生物的固定生长，对消化菌有特殊的亲和力和固定作用。沸石还可截留水中游离的生物体，在沸石颗粒之间形成有一定活性的生物絮体,从而进一步加强反应器对有机物及悬浮物的去除效果。第38页，本讲稿共93页沸石生物滤池第39页，本讲稿共93页沸石生物滤池处理微污染源水效果 1 刘金香等考察了沸石生物滤池处理微污染源水的效果及其影响因

15、素，结果表明：在停留时间为1560 min、气水比为11、水温为1726的条件下,处理CODMn为6.110.8 mg/L、氨氮为2.35.2 mg/L的微污染源水时,对CODMn、氨氮、UV254、浊度的平均去除率分别为31.2%、94.8%、和67.1%，且抗冲击负荷能力强。第40页，本讲稿共93页沸石生物滤池处理微污染源水效果 2李德生等利用生物沸石预处理器处理微污染水源水发现：生物沸石预处理能有效地去除水中的氨氮、亚硝酸盐氮和有机物,并能降低水源水中的磷酸盐、浊度、色度、锰、铁和藻类的含量，达到了综合提高出水水质的效果。他们认为：生物沸石预处理由于其价格低廉,效果好,因此该技术可广泛应

16、用于微污染水源的预处理.第41页，本讲稿共93页颗粒生物滤池的缺点容易堵塞，需要定期反冲洗滤速受到限制运行管理不方便第42页，本讲稿共93页Biostyr工艺法国OTV公司的Biostyr工艺作为一种新型的生物处理工艺,以一种比重小于1被称为biostyrene(主要成分为聚苯乙烯)的轻质小球作为微生物载体,该工艺在废水处理领域已经得以很多工程应用。该工艺所采用的滤料价格低廉，性能优异；同时由于该工艺采用特殊的反冲洗方式，不需要设单独的反冲洗水设备,减少了占地,降低了投资和运行管理费用。第43页，本讲稿共93页Biostyr的结构和原理滤池底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为2.5

17、3m，填料顶部装有挡板，防止悬浮填料的流失。挡板上均匀安装有出水滤头。挡板上部空间用作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定。填料层底部与滤池底部的空间留作反冲洗再生时填料膨胀之用。第44页，本讲稿共93页Biostyr工艺处理效果Biostyr工艺在饮用水研究和应用仍然极少肖文胜等采用曝气生物滤池Biostyr对浙江某水厂微污染水源水进行生物预处理时发现：在气水比为21,滤速6m/h，水温2432的运行条件下，Biostyr生物反应器对水中各污染物的平均去除率为，高锰酸盐指数24.1%,氨氮81.7%,亚硝酸盐氮79.9%,浊度49.0%。该工艺可以达到对微污染水源生物预处理的目的。第4

18、5页，本讲稿共93页BIOSMEDI工艺BIOSMEDI工艺是上海市政工程设计研究院针对微污染水源水开发的新型工艺。该滤池具有工程投资低、占地面积小、处理效果较好、运行管理方便等优点，在滤池填料、气水流向及反冲洗方式等方面具有新颖性。采用人工合成、密度小于0.1的轻质悬浮球形颗粒滤料。滤料粒径的大小一般在3一8mm，这种滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜(300一500元/砂)、化学稳定性好等优点。.第46页，本讲稿共93页BIOSMEDI工艺结构和原理BIOSMEDI工艺是一种淹没式上向流生物滤池。滤料上部采用多孔滤板抵挡滤料的浮力及运行时的阻力。滤池主要由以下几

19、部分组成:根据原水水质情况设计轻质滤料滤床及与滤料相适应的滤板;为反冲洗设置的独特的脉冲反冲洗系统;配水及均匀出水收集系统;曝气管道系统。根据工程的需要还可增设回流系统及自动控制系统。第47页，本讲稿共93页上海徐泾自来水厂(7万m3/d)BIOSMEDI生物滤池生物预处理工程整个生物预处理工程直接投资约为690万元(包括地基处理费用50万元)，生物预处理工程的动力费成本约0.87分/m3(按电费0.61元/度计)。第48页，本讲稿共93页上海徐泾自来水厂(7万m3/d)BIOSMEDI生物滤池处理效果第49页，本讲稿共93页不同生物预处理形式对氨氮去除效果比较第50页，本讲稿共93页3种生物

20、预处理工艺设计参数第51页，本讲稿共93页BIOSMEDI生物滤池其它应用污水处理污水处理 上海三得利梅林食品有限公司污水处理站 上海龙华污水处理厂中水回用处理中水回用处理 上海白龙港污水处理厂第52页，本讲稿共93页塔式生物滤池 随着轻质滤料的开发和与采用，塔式生物滤池扩大滤池高度，分层放置填料。其通风良好克服了普通生物滤池（不曝气）溶解氧不足的缺陷。国外广泛采用塑料材质大孔板滤料，我国常采用环氧树脂固化玻璃钢蜂窝填料。优点：负荷高，产水量大，占地面积小，对冲击负荷水量、水质突变的适应性很强。缺点：动力消耗大，基建投资高，运行管理不便。饮用水水处理中很少采用。第53页，本讲稿共93页生物转盘

21、 生物转盘用于废水处理时具有污染物去除效果好、操作简单、管理方便、抗冲击能力强等优点，用于受污染水源水生物处理也有良好的效果，但由于生物转盘处理源水投资很大、能耗高、处理效果易受温度影响，故实际应用不多。第54页，本讲稿共93页生物流化床生物流化床是上世纪七十年代发展起来的一种新型水处理工艺，最初用于废水处理，能在短时间内达到很高的COD去除率。近年来，有研究者将其应用于源水去除氨氮、亚硝酸盐氮和有机物，试验效果良好。其填料可以是细砂、活性炭或塑料球等，它们的比表面积很大，十分有利于细菌的附着并与污染物充分接触；床内的生物量比一般工艺多十倍以上，而生物膜的厚度仅有1020 m，即使源水停留时间

22、仅为几分钟，仍能将污染物去除干净；床内填料处于流化状态，传质效率高于其它工艺，生物膜的脱落与更新快，因此生物流化床处理受污染源水的效率很高。该工艺尤其适合用作小型的源水净化设施；当水量过大时，流化床的布水、布气系统复杂，填料难以维持流化转态且易于流失，运行管理复杂等限制了其应用。第55页，本讲稿共93页生物膨胀床 生物膨胀床是介于固定床和流化床之间的一种过渡状态。生物膨胀床是介于固定床和流化床之间的一种过渡状态。膨胀床在气、水的共同作用下，载体处于膨胀状态，陶粒颗粒一膨胀床在气、水的共同作用下，载体处于膨胀状态，陶粒颗粒一方面会发生自旋，另一方面会有速度较慢的位置移动，在此过程中陶方面会发生自

23、旋，另一方面会有速度较慢的位置移动，在此过程中陶粒之间的摩擦、碰撞作用使得表面的生物膜总处于更新状态。膨胀床粒之间的摩擦、碰撞作用使得表面的生物膜总处于更新状态。膨胀床则很少截留浊度物质，故可保持生物膜的高活性。因而膨胀床比固定则很少截留浊度物质，故可保持生物膜的高活性。因而膨胀床比固定床更有效地更新了生物膜，强化了生物膜的活性及有机物的传质过程。床更有效地更新了生物膜，强化了生物膜的活性及有机物的传质过程。膨胀床的载体颗粒粒径比固定床的小得多（膨胀床膨胀床的载体颗粒粒径比固定床的小得多（膨胀床0.30.56 mm，固定床，固定床25 mm)，小的粒径具有大的比表面积，在相同载体，小的粒径具有

24、大的比表面积，在相同载体体积情况下，可因比表面积的增大而获得更多的生物量。体积情况下，可因比表面积的增大而获得更多的生物量。由于床体维持膨胀状态所需消耗动力费用较高，且维护管理由于床体维持膨胀状态所需消耗动力费用较高，且维护管理复杂，其在工程应用还少见。复杂，其在工程应用还少见。第56页，本讲稿共93页讨论专题 1 比较用于饮用水和污水处理的生物接触氧化工艺的特点、组成、设计参数、处理效果等。2 比较用于饮用水和污水处理的生物滤池（曝气）的特点、组成、设计参数、处理效果等。第57页，本讲稿共93页Thanks for your attention!第58页，本讲稿共93页第2部分 慢滤技术第5

25、9页，本讲稿共93页慢滤技术 慢滤水处理工艺是不是1804年英格兰的John Cibb为制取高质量的洁净水而发明的，当时慢滤池中的水流为水平流动。该工艺因占地面积大，后来被而一度受到冷落，但由于目前饮用水水源受污染日益严重，欧美等发达国家又重新开始采用慢滤水处理技术。如伦敦约有80%的自来水是以慢滤作为最终处理措施的，在印度、泰国等国家的农村饮水处理中也广泛采用慢滤。第60页，本讲稿共93页慢滤处理技术的工艺流程图第61页，本讲稿共93页慢滤池结构示意图第62页，本讲稿共93页慢滤水处理工艺的特点 特点：不用投加任何化学药剂，避免了混凝剂和消毒剂对水质产生的副作用和卫生学问题，出水水质优良；建

26、造时可就地取材；投资少，运行稳定可靠，管理简单，自耗水量少，制水成本低；对有机物、浊度、各种致病微生物和微污染物去除效果好。由于目前我国农村和城镇饮用水水源受污染日益严重，慢滤技术由于具有运行管理简单、投资少、净化效果良好的特点使其成为尤其适合于我国农村和小城镇饮用水处理。第63页，本讲稿共93页慢滤池的净水机理慢滤池的净水机理慢滤池的净水机理相当复杂，是在机械过滤、絮凝、吸附、沉淀、生物降解、扩散、传递以及静电吸附等物理化学及生物化学的作用下来完成净水过程的。与普通快滤池相比，生物作用在慢滤池的净水过程中起了很重要的作用。慢滤池的机械过滤作用只有当慢滤池成熟，既具有粘性的滤膜后才能得到充分发

27、挥，由于滤膜的形成使滤料间隙减少，几乎可以截留水中所有的悬浮杂质。滤膜中所吸附的有机物为微生物的生长和繁殖提供了良好的条件，因此在滤膜内生长繁殖着大量各种类型的微生物群体和微型动物，并形成了有机物细菌原生动物的事物链。第64页，本讲稿共93页普通慢滤池的处理效果第65页，本讲稿共93页各种慢滤池对黄河水中污染物的去除效果比较各种慢滤池对黄河水中污染物的去除效果比较 1 1第66页，本讲稿共93页各种慢滤池对黄河水中污染物的去除效果比较各种慢滤池对黄河水中污染物的去除效果比较 2 21水温变化对生态滤池去除各种污染物的影响不明显；2慢滤池中植物的种植能明显提高滤池对有机物（CODMn、UV254

28、）和氨氮的平均去除效果；3 石英砂作为填料的滤池比用炉渣作为填料的滤池对污染物的平均去除效果好；4 慢滤池对黄河微污染水中主要污染物的净化效果良好，因而慢滤池工艺（特别是生态滤池）可以认为是一种适合黄河微污染水的净化技术。第67页，本讲稿共93页第第3部分部分 生物活性炭深度处理技术生物活性炭深度处理技术第68页，本讲稿共93页活性炭性质和种类活性炭是以碳为骨架的多孔物质，它的表面对某些气体、液体中的成分有较大的吸附能力，活性炭多孔介质吸附工艺可有效地去除色度、浊度和有机污染物。活性炭有粉末活性炭（PAC）和颗粒活性炭（GAC）两种。第69页，本讲稿共93页粉末活性炭吸附的应用由于PAC对水中

29、微量有机污染物具有优良的吸附特性使其成为去除饮用水中色、嗅、味和其它有机物的有效方法。PAC的主要优点是：吸附速度快，而且可根据水质决定是否选用PAC或根据污染物类型随时更换炭种。然而，由于PAC吸附工艺长期运行成本较高，在我国的自来水厂不能日常运行，仅是临时投加用于去除原水中的强烈的嗅味或色度。对于突发性污染，采用临时投加PAC的方法具有相对投资较小、见效快的优点。PAC去除有机物的效果受水的pH影响很大，降低水的pH可以显著提高PAC对有机物的去除效果。第70页，本讲稿共93页颗粒活性炭吸附技术颗粒活性炭（GAC）净化装置在美国、欧洲、日本等国陆续建成投产。美国以地面水为水源的水厂已有90

30、%以上采用了活性炭吸附工艺。目前世界上有成百座用颗粒炭吸附的水厂正在运行。单独使用颗粒活性炭吸附工艺进行源水处理时有一定的不足：无法有效去除源水的氨氮和亚硝酸氮、对源水的前处理要求高、容易饱和、再生困难以及活性炭上因微生物的生长使细菌出水浓度升高等。第71页，本讲稿共93页生物活性炭(BAC)技术由于GAC去除有机物的寿命仅36个月，再生困难，更换价格昂贵，生物活性炭(BAC)技术应运而生。“生物活性炭”(BAC)一词,是在1978年,在总结欧洲水处理经验时首次由Miller G.W.与Rice正式提出,并将这一提法沿用至今。BAC是以活性炭为载体，利用自然吸附生长的微生物，在水处理中同时发挥

31、活性炭的物理吸附和微生物的生物降解作用，依靠长期通水自然形成的BAC菌种复杂，生物降解速率不高，通过投加高活性工程菌人工固化形成的BAC则具有高效、长效、运行稳定和出水无病原微生物等优点，所以生物活性炭深度处理技术应避免预氯化处理。该技术利用微生物的氧化作用；可以增加水中溶解性有机物的去除效率；延长活性炭的再生周期，减少运行费用；而且水中的氨氮和亚硝酸盐氮可以被生物转化为硝酸盐，从而减少了氯化的投氯量；降低了三卤甲烷的生成量。目前生物活性炭处理法被认为是饮用水处理中去除有机物的有效方法，在欧洲已得到普遍应用。第72页，本讲稿共93页生物活性炭工艺处理微污染源水研究生物活性炭工艺处理微污染源水研

32、究 I生物活性炭滤池CODMn的去除率为15.738.8%(平均值为26%）第73页，本讲稿共93页生物活性炭工艺处理微污染源水研究生物活性炭工艺处理微污染源水研究 II水和废水中的一些有机物如木质素、腐殖质和各种芳香族有机物都是苯的衍生物，而且是天然水体和污水二级处理出水中的主要有机物，常用UV254作为它们在水中含量的替代参数。生物活性炭滤池对UV254的去除效果良好，其去除率为24.749.7%(平均值为36%)第74页，本讲稿共93页生物活性炭工艺处理微污染源水研究生物活性炭工艺处理微污染源水研究 III消毒副产物生成势间接代表了水中消毒副产物前体物的多少。生物活性炭滤池对三氯甲烷生成

33、势去除效果良好，其去除率为20.646.6%(平均值为30.1%)。第75页，本讲稿共93页第第4部分部分 臭氧臭氧/活性炭深度处理技术活性炭深度处理技术第76页，本讲稿共93页臭氧生物活性炭深度处理技术的由来臭氧生物活性炭深度处理技术的由来20世纪60年代中期,德国杜塞尔多夫(Dus-seldorf)水处理厂首先采用臭氧-生物活性炭法净水工艺,结果滤后水中没有出现平皿菌落数增高的现象,但在活性炭滤池内仍有活性微生物。为此德国布莱梅(Bremen)自来水公司对生物活性炭滤池进行了深入广泛的研究。德国慕尼黑多奈(Dohne)自来水厂对其水处理工艺进行了重大的技术改造。随后意大利的都灵市新水厂、改

34、建的佛罗伦萨市水厂、罗马市布拉契诺湖水厂和日本的几座水厂均采用臭氧-生物活性炭工艺。第77页，本讲稿共93页臭氧生物活性炭深度处理技术的优点臭氧生物活性炭深度处理技术的优点臭氧活性炭采取先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又有生物氧化，这样可以扬长避短，充分发挥各自所长，克服各自所短，这一工艺可以使活性炭的吸附作用发挥得更好。目前国内水处理使用的活性炭能比较有效地去除小分子有机物，难以去除大分子有机物，而水中的有机物一般较大的多，所以活性炭孔的表面面积将得不到充分的利用。但在炭前投加臭氧后，一方面可使水中的大分子转化成小分子，改变其分子结构形态，提供了有机物进入较小孔隙的可能性，使大孔内与炭

35、表面的有机物得到氧化分解，减轻了活性炭的负担，使活性炭可以充分吸附未被氧化的有机物，从而达到水质深度净化的目的。第78页，本讲稿共93页臭氧生物活性炭深度处理技术的应用臭氧生物活性炭深度处理技术的应用臭氧生物活性炭深度处理技术，是集臭氧氧化、活性炭吸附、生物降解于一体，以除污染的独特高效性成为当今世界各国饮用水深度处理技术的主流工艺。在欧美等国家臭氧氧化生物活性炭深度处理技术已迅速从理论研究走向实际应用。我国的北京、深圳、广州、嘉兴、昆明、常州等城市也都已经兴建臭氧生物活性炭深度处理工程来提高自来水水质。第79页，本讲稿共93页臭氧生物活性炭深度处理技术的去除效果臭氧生物活性炭深度处理技术的去

36、除效果 臭氧活性炭深度处理技术有效地去除水中臭氧活性炭深度处理技术有效地去除水中的有机物、氨氮的有机物、氨氮,对水中的无机还原性物质、对水中的无机还原性物质、色度、浊度也有很好的去除效果，减少毒性色度、浊度也有很好的去除效果，减少毒性物质的种类，对一些内分泌干扰物也能有效物质的种类，对一些内分泌干扰物也能有效去除。能有效地降低出水致突变活性，保证去除。能有效地降低出水致突变活性，保证了饮用水和其它用水的安全。了饮用水和其它用水的安全。1 李伟光等利用臭氧生物活性炭深度处理滦河水的研究表明，臭氧生物活性李伟光等利用臭氧生物活性炭深度处理滦河水的研究表明，臭氧生物活性炭能在较长时间内保持对有机物的

37、去除效果，炭能在较长时间内保持对有机物的去除效果，CODMn的平均去除率为的平均去除率为60.19%，TOC的平均去除率为的平均去除率为64%，UV254的平均去除率为的平均去除率为70.41%，对水中的色度和浊，对水中的色度和浊度都有明显的去除效果。度都有明显的去除效果。2苏定江等利用臭氧生物活性炭深度处理长江水的研究表明，该工艺对苏定江等利用臭氧生物活性炭深度处理长江水的研究表明，该工艺对CODMn、UV254、DOC、三卤甲烷生成势的平均去除率分别为、三卤甲烷生成势的平均去除率分别为32%、40%、22%和和19%。第80页，本讲稿共93页德国慕尼黑多奈水厂新的水处理工艺流程第81页，本

38、讲稿共93页法国Choisy Le Roi水厂处理工艺流程第82页，本讲稿共93页巴黎饮用水处理工艺流程第83页，本讲稿共93页大庆化肥厂生活水处理系统工艺流程第84页，本讲稿共93页深圳梅林水厂的工艺流程第85页，本讲稿共93页梅林水厂臭氧活性炭工艺运行成本 臭氧/生物活性炭深度处理工艺投运后增加的制水成本为0.106元/m3，其中：电费为0.029元/m3 氧气费为0.0132元/m3(包括现场制氧费用和备用液氧费用)设备折旧费为0.0636元/m3(不包括新增设备的维护费用)。第86页，本讲稿共93页待研究的一些问题最佳臭氧投加量问题臭氧的利用率问题生物活性炭的处理效果问题活性炭的选型问

39、题臭氧生物活性炭工艺的优化第87页，本讲稿共93页第第5部分部分 饮用水生物处理工艺的挂膜第88页，本讲稿共93页饮用水生物处理工艺的挂膜生物处理的实质利用填料上生物膜内的各种微生物的代谢活动来去除污染物质，达到水质净化的目的。挂膜方式有两种：人工接种和自然富集培养。人工接种挂膜方式是把富集有分解某类污染物的菌种的载体（如活性污泥，河流底泥，土壤表土等）投加到反应器中，吸附并生长在填料形成生物膜。该方法的挂膜时间短，但菌种容易衰退，生物膜反应器稳定性较差。一般情况下，饮用水生物处理都采用自然富集培养挂膜方式。该方式是利用原水中的已有的各类微生物吸附到填料上，培养形成生物膜。自然富集培养法挂膜时

40、间较长，但挂膜成功后能稳定运行。第89页，本讲稿共93页影响挂膜的因素温度是影响水源水生物预处理填料挂膜的最重要的因素。温度较低时挂膜难以进行，而温度较高时挂膜速率很快。填料的物化性质影响着挂膜时间长短，颗粒滤料反应器所需挂膜时间较短。填料的比表面积越大，亲水性能和吸附性能越好，填料的表面粗糙度越高，越能促进细菌的吸附和生长，有利于缩短填料的挂膜时间。增加进水污染物浓度可以缩短挂膜的时间；也可通过增加水力负荷来提高污染物负荷来缩短挂膜的时间。过高的进水悬浮物浓度会很快积累于填料表面，这不利于微生物吸附和在填料表面形成均匀的生物膜。挂膜初期应采用较小的气水比，当生化池对氨氮有较高的去除率时，可适当提高气水比。第90页，本讲稿共93页两种常见填料在不同地点同步挂膜结果两种常见填料在不同地点同步挂膜结果比较比较 第91页，本讲稿共93页讨论专题 1生物活性炭纤维处理饮用水的国内外研究进展，包括由来和发展、优缺点、去除效果、设计参数、工程应用等。2比较用于饮用水和污水处理的臭氧生物活性炭的特点、应用范围、设计参数、处理效果等。3 其它氧化技术与生物活性炭联合使用处理饮用水的研究进展，包括由来和发展、优缺点、去除效果、设计参数、工程应用等。第92页，本讲稿共93页Thanks for your attention!第93页，本讲稿共93页