生物活性炭滤池的反冲洗方式研究

生物活性炭滤池的工艺参数试验研究生物活性炭滤池的工艺参数试验研究随着水源污染的日益严重，为了克服常规处理工艺的不足，满足不断提高的饮用水水质标准，对常规处理工艺出水再进行深度净化将成为自来水厂的选择之一。

生物活性炭技术能有效去除水中有机物(尤其是可生物降解部分)和嗅味等，从而提高饮用水化学和微生物安全性，目前它已作为自来水深度净化的一个重要途径而被水工业界重视[1，2]。

该技术要点是：以粒状活性炭为载体富集水中的微生物而形成生物膜，通过生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物，同时生物膜能通过降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭，从而大大延长活性炭的使用周期。

生物活性炭滤池的工艺参数直接影响其处理效果和成本，并且合适的参数值还和滤池边水水质有一定关联，在大规模应用前进行针对性的研究很有必要。

1．试验研究方法l.1 试验工艺流程及装置本次试验为中试规模，试验工艺流程为预臭氧化十混凝、沉淀、过滤+臭氧--生物活性炭，试验装置(图1)设于深圳大涌水厂内，包括常规处理、臭氧化和活性炭滤池处理系统。

活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm，高度为4.92m，内部均分两格，采用小阻力配水系统。

装填ZJ-15型柱状活性炭（山西新华化工厂产品），该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g，堆积密度460g/L。

活性炭在使用之前，先用未加氯的砂滤出水浸泡1周，再用未加氯的砂滤出水反洗清洁，然后装池。

生物活性炭滤池采用下向流型式，进水溶解氧含量一般在7.50mg/L左右，能充分保证生物降解对溶解氧的需求。

滤池采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲，反冲洗周期为7天。

臭氧采用Ozonia公司的CFS-1A型臭氧发生器现场制备，以空气为气源、以自来水为冷却介质。

预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为4.5min和1.5mg/L左右，水在塔内流速40m/h左右。

主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右。

混凝-臭氧-超滤工艺处理活性炭滤池反冲洗废水随着饮用水安全保障需求的提升，以臭氧-活性炭滤池为代表的深度处理工艺得到普遍应用，这使水厂反冲洗废水量进一步增加。

目前国内大多水厂将反冲洗废水直接排放，而对活性炭滤池反冲洗废水进行处理与利用，一方面可以提高水厂对水源水的利用率，另一方面可以降低废水的排放量，从而对环境的保护、水资源的节约以及节水型社会的建设具有重要意义。

近年来，超滤工艺普遍应用于饮用水处理与废水处理中，但膜污染成为其推广应用的瓶颈问题。

平板陶瓷膜较有机膜抗污染程度高，而且易清洗，使用寿命长。

因此，采用平板陶瓷膜超滤工艺对活性炭滤池反冲洗废水进行处理极具技术可行性。

活性炭滤池反冲洗废水水质特性复杂，想要实现超滤完全净化回用，保证生物和化学安全性以及控制运行过程中的膜污染，必须要组合一定的预处理工艺。

董岳等采用混凝-超滤的方法来处理活性炭滤池反冲洗水，李平波等采用混凝-粉末活性炭-超滤工艺对滤池反冲洗水进行处理，W ANGH等采用预氧化减少饮用水再利用过程中的膜污染问题。

但少有人采用混凝-臭氧-超滤的方法来处理活性炭滤池反冲洗废水，关注消毒副产物前体物和嗅味物质去除效果的研究也较少。

因此，本文采用混凝-臭氧-超滤组合工艺，对苏州某水厂活性炭滤池反冲洗废水进行处理，研究组合工艺对各项指标的净化效能，以期为水厂反冲洗废水的处理提供理论依据与技术支撑。

一、材料与方法1.1 试验水样苏州某水厂活性炭滤池共10座，日处理量30万t，反冲洗周期为7d，反冲洗程序为气冲5min、静置3min、水冲6min。

其中气冲强度为35~36m3/(m2·h)，水冲强度为17~18m3/(m2·h)。

将水厂活性炭滤池反冲洗废水作为试验水样。

试验水样常规水质参数见表1。

由表1可以看出，活性炭滤池反冲洗废水特点为高浊度与高有机物含量并存，且微生物含量也较高。

1.2 试验装置与流程采用小试试验进行研究，试验装置见图1。

水处理过滤器反冲洗工艺解析及其重要性！水处理中过滤器反冲洗工艺解析及其重要性你都知道有哪些吗？1、多介质过滤器在水处理上使用的多介质过滤器，常见的有：无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂过滤器，石英砂-陶瓷过滤器等。

多介质过滤器的滤层设计，主要考虑的因素为：（1）不同滤料具有较大的密度差，保证反洗扰动后不会发生混层现象。

（2）根据产水用途选择滤料。

（3）粒径要求下层滤料粒径小于上层滤料粒径，以保证下层滤料的有效性和充分利用。

事实上，以三层滤床为例，上层滤料粒径最大，有密度小的轻质滤料组成，如无烟煤、活性炭；中层滤料粒径居中，密度居中，一般为石英砂组成；下层滤料由粒径最小，密度最大的重质滤料组成，如磁铁矿。

由于密度差的限制，三层介质过滤器的滤料选择基本上是固定的。

上层滤料起粗滤作用，下层滤料起精滤作用，这样就充分发挥了多介质滤床的作用，出水水质明显好于单层滤料的滤床。

而对于饮用水，一般禁止使用无烟煤，树脂等滤料。

2、石英砂过滤器石英砂过滤器是一种采用石英砂作为滤料的过滤器。

可有效去除水中的悬浮物，并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。

其有过滤阻力小，比表面积大，耐酸碱性强，耐氧化，PH适用范围为2-13，抗污染性好等优点，石英砂过滤器的独特优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计，实现了过滤器的自适应运行，滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出水水质，反洗时滤料充分散开，清洗效果好。

砂过滤器具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。

广泛用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的预处理领域。

石英砂过滤器设备结构简单、运行可以实现自动控制、处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小、操作维修方便等特点。

滤池反冲洗优化算法滤池反冲洗是一种常用的污水处理设备，用于去除水中的悬浮物和颗粒污染物。

在污水处理过程中，滤池起到了至关重要的作用，因此需要对其进行优化，以提高其处理效率和稳定性。

本文将介绍滤池反冲洗的优化算法，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。

滤池反冲洗的目的是清除滤层上的污物，恢复滤料的过滤功能。

传统的滤池反冲洗方式是周期性地对滤池进行反向冲洗，以清除污物。

然而，这种方式存在一些问题，如反冲洗频率不够准确、反冲时间不够充分等。

因此，需要对滤池反冲洗进行优化，以提高其处理效率和稳定性。

在滤池反冲洗优化算法中，首先需要对滤池的运行参数进行监测和调整。

通过监测滤池的进水流量、出水浊度等参数，可以了解滤池的运行状态，并根据实际情况调整反冲洗的频率和时间。

例如，当进水流量较大时，可以适当增加反冲洗的频率，以保证滤池的正常运行。

滤池反冲洗优化算法还需要考虑滤池内的滤料种类和状态。

不同种类的滤料具有不同的抗污性能，因此需要选择合适的滤料，并定期检查和更换滤料。

此外，滤池中滤料的状态也会影响反冲洗效果，如滤料的堵塞程度、颗粒粒径分布等。

因此，需要通过定期清洗和维护滤料，以保证滤池的正常运行。

滤池反冲洗优化算法还可以利用智能控制技术来提高滤池的处理效率和稳定性。

通过在滤池中安装传感器和控制器，可以实时监测滤池的运行状态，并根据实际情况调整反冲洗参数。

例如，可以根据进水浊度和出水浊度的变化情况，自动调整反冲洗的频率和时间，以保证滤池的最佳运行状态。

滤池反冲洗优化算法还可以通过改变反冲洗水的流速和压力，以提高反冲洗效果。

根据滤池的具体情况，可以调整反冲洗水的流速和压力，以增加反冲洗水的冲击力，清除滤层上的污物。

同时，还可以通过改变反冲洗水的流动方向，以清除滤层上的死角和积存的污物。

滤池反冲洗优化算法是提高污水处理设备处理效率和稳定性的重要手段。

通过对滤池的运行参数进行监测和调整、选择合适的滤料、利用智能控制技术和改变反冲洗水的流速和压力，可以有效提高滤池的处理效率和稳定性。

滤池反冲洗优化算法滤池反冲洗是水处理领域中常用的一种技术，用于清洗污染物积聚在滤池中的滤料，以保证滤池的正常运行和水质的稳定。

本文将介绍滤池反冲洗的优化算法，以提高其清洗效果和节约能源。

一、滤池反冲洗的作用及问题滤池反冲洗是滤池系统中的一项重要工艺操作，主要用于清除滤料表面的污染物和恢复滤料的过滤能力。

因为滤池在长时间运行后，会逐渐积聚污染物，导致滤池的过滤效果下降，水质变差。

因此，定期进行反冲洗操作可以有效清除滤料上的污染物，恢复滤池的正常运行。

然而，传统的滤池反冲洗存在一些问题。

首先，反冲洗过程中会消耗大量的水和能源，造成资源浪费。

其次，反冲洗的效果不稳定，有时难以完全清除滤料上的污染物，影响滤池的长期稳定运行。

因此，如何优化滤池反冲洗算法，提高清洗效果并节约资源成为了研究的重点。

为了解决传统滤池反冲洗存在的问题，研究者们提出了各种优化算法。

这些算法主要集中在以下几个方面：1. 滤池反冲洗水量的优化。

传统的反冲洗操作往往使用固定的水量进行清洗，导致水资源的浪费。

优化算法可以根据滤池的实际情况和污染物的积聚程度，调整反冲洗水量，使其达到最优清洗效果。

2. 反冲洗周期的优化。

传统的滤池反冲洗周期往往是固定的，无法根据实际情况进行调整。

而优化算法可以根据滤池的运行状态和水质需求，动态地调整反冲洗周期，以提高滤池的过滤效果和节约能源。

3. 反冲洗方式的优化。

传统的反冲洗方式主要是通过向滤池注入高压水流，冲刷滤料表面的污染物。

然而，这种方式会产生较大的压力损失和水质浪费。

优化算法可以通过改变反冲洗方式，例如采用气体冲洗或机械冲洗等，以减少能源消耗和水资源浪费。

三、滤池反冲洗优化算法的应用案例滤池反冲洗优化算法已经在实际应用中取得了一些成果。

例如，在某自来水厂的滤池反冲洗中，研究人员通过对滤料表面污染物的监测和分析，确定了最佳的反冲洗水量和周期。

同时，他们采用了机械冲洗方式，通过旋转喷头和刮板等设备，将污染物彻底清洗干净，提高了滤池的过滤效果。

活性炭过滤器反洗与控制活性炭过滤器是水处理工艺中预处理的主要设备，活性炭过滤器能够吸附原水中的杂质，控制出水的有机物、浊度、余氯等指标，为下一步深度处理提供保障。

活性炭过滤器的反洗是活性炭过滤器正常运行的重要保障，反洗的控制又是活性炭过滤器反洗的关键。

标签：活性炭过滤器；反洗；流量控制1 概述AP1000第三代核电机组对除盐水水质要求非常严格，指标远远高于国内外各类电站用水标准。

水质指标由常规电站的三项指标增加到十三项，是当今世界上电站行业中要求最严格的除盐水水质指标。

活性炭过滤器是海阳除盐水系统中主要的预处理设备。

当原水通过活性炭过滤器时，由于活性炭过滤器中的过滤介质（石英砂、活性炭等）的接触絮凝作用、吸附和截留作用使得原水中的杂质被吸附、截留。

通过活性炭过滤器的过滤，可进一步降低原水的总有机物、浊度、余氯等。

2 活性炭过滤器的运行活性炭过滤器在运行一段时间后需要进行反洗，使活性炭过滤器再次满足产水要求。

活性炭过滤器的反洗运行程序有满水、正洗、制水、停运。

活性炭过滤器开启前必须将过滤器充满水，即先开启进水阀、排气阀等滿水后冲洗一段时间，然后关闭正洗排水阀，转入正常运转。

运行一段时间后，活性炭的吸附能力减弱，产水水质余氯和浊度都没有满足要求，因此要对活性炭进行反洗。

活性炭过滤器的反洗程序有反洗排气、反洗、正洗、系统备用。

然而活性炭的反洗过程是活性炭过滤器正常运行的关键，因此怎样控制活性炭过滤器的反洗强度并且达到最佳效果，是活性炭过滤器反洗的关键。

3 活性炭反洗与控制本系统活性炭过滤器设计流量64t/h，原水浊度<1。

活性炭底部石英砂垫层分为五层，粒径从1-32mm不等，总高度为850mm，活性炭为椰壳，粒径为0.5-1.2mm，填装高度为2m。

将活性炭过滤器A、B、C、D分为两组，A、B为第一组，C、D为第二组。

两组活性炭过滤器填装完填料后满水浸泡，第一组活性炭过滤器随后开始反洗冲洗；第二组活性炭过滤器充分浸泡48小时后，进行反洗。

水厂活性炭滤池反冲洗操作规程活性炭滤池正常过滤时，值班长和中控人员应经常观察液位、差压和清水阀开度。

液位、进水阀、清水阀开度异常时，在故障复位无效时应检查PLC柜是否上电、空压机是否正常运行、贮气罐压力大小。

（一）自动反冲洗1．滤池反冲洗根据“参数设定”中的“冲洗周期、冲洗差压高限”自动根据“气冲时间、混冲时间、水冲时间”设定值进行自动反冲洗。

2．中控人员应监控每格滤池反冲洗的全过程。

3．冲洗前要求滤池、鼓风机、反冲洗泵均在自动状态，同时检查反冲洗水泵和鼓风机控制模式内“自动”状态，“上电指示”显示红灯，且“仿真模式”处未显示仿真状态，出口阀也显示自动状态，且无故障信息。

4．运行中观察各工艺阀门、鼓风机、反冲洗泵的开或关是否正常。

如果出现故障，在故障复位无效时，应将自动改为中控冲洗。

（二）强制冲洗1．点击“活性炭滤池”——点击所要冲洗的滤格。

2．检查遥控信号是否到位。

3．冲洗前要求滤池、鼓风机、反冲洗泵均在自动状态，同时检查反冲洗水泵和鼓风机工作状态内“远控开关”显示键盘，“上电指示”显示红灯，且“仿真模式”处未显示仿真状态，出口阀也显示自动状态，且无故障信息。

4．进入“系统管理”菜单，选择“用户登录” ，设定“用户名” 及“口令”。

5．进入“参数设置”，设定“气冲时间”、“静置时间”、“水冲时间”；参数设定可根据实际情况来设定气冲时间、静置时间、水冲时间，“鼓风机台数、水冲泵台数”选择“一台” 。

6．选择“强制冲洗”——点击“强制冲洗” 。

注：中控冲洗完毕后，点击“自动“，使滤池进入自动正常过滤。

运行中观察各工艺阀门、鼓风机、反冲洗泵的开或关是否正常。

如果出现故障，在故障复位无效时，应将中控冲洗改为滤池手动冲洗。

（三）手动反冲洗1．在反冲洗泵房的控制柜上将反冲洗水泵、鼓风机的转换开关选择在“手动”状态。

2．滤池手动反冲洗具体步骤如下：（1）在操作台上将所要冲洗的滤池的“手动/ 自动”转换开关旋转到“手动”位置。

第25卷第2期2009年4月哈尔滨商业大学学报(自然科学版)Journal of Harbin U ni v ersity of Comm erce (Natural Sciences Edition)V o.l 25N o .2A pr .2009收稿日期:2008-11-27.基金项目:国家自然科学基金项目(50678046)1作者简介:张晓彦(1967-),女,研究方向:微生物发酵1生物增强活性炭滤池的反冲洗方式研究张晓彦1,王广智2,李伟光2,谷 军1(1.黑龙江省科学院应用微生物研究所,哈尔滨150010;哈尔滨工业大学市政环境学院,哈尔滨150090)摘 要:针对我国东北地区的特定水质,进行了生物增强活性炭滤池的反冲洗方式研究.本试验比较了单独水冲、气-水反冲和气-水二次反冲三种反冲洗方式的反冲洗效果.试验结果表明,气-水两段式反冲效果最佳,但操作较繁琐,实际应用中可采用气-水反冲,既操作简便又能达到理想的反冲洗效果.并针对不同的反冲洗方式,确定了各自最佳反冲洗参数,以供实际参考和应用.关键词:生物增强;活性炭滤池;反冲洗;浊度中图分类号:X703 文献标识码:A文章编号:1672-0946(2009)02-0146-04Study onmet hod of back was h of enhanci n g biological activated carbon filterZ HANG X iao -yan 1,WANG Guang -zh i 2,LIW e-i guang 2,GU Jun1(1.H e il ong ji ang A cademy of Science A pplica ti onM icrob i on R esearch Institute ,H arb i n 150010,Ch i na ;2.Schoo l ofM un i c i pa l and Env i ron m ental Eng i neering ,H arbin Instit ute of T echno l ogy ,H arbi n 150090,Chi na)Abst ract :An experi m ent study of specific supp l y w ater on the backw ash o f enhancing bio l o g -ica l activated car bon is carried out i n northeast area of Ch i n a .V ari o us m ethods of backw ash is taken and t h e experi m en tal result is analyzed .The resu lt is that the gas -w ater backw asht w ice is the best but the operation is co mp lex .The gas -w ater backw ash can be used i n appl-i cati o n because of its vali d ity and co m p licated .The appropriate para m eter is obta i n ed for practice w ith different backw ash m ethod .K ey w ords :enhanci n g b i o l o g ica;l acti v ated carbon filter ;backw ashing ;t u rbidity在生物增强活性炭滤池的运行过程中,水中可被活性炭吸附的污染物会慢慢积累在活性炭的空隙内,造成滤床水头损失变大,通水能力降低,不但影响产水量,还影响出水水质,甚至导致出水水质不达标,所以需定期对活性炭滤池进行反冲洗[1].普通活性炭滤池即使采用较大反冲洗强度也不会对活性炭滤池造成很大影响,但对于生物增强活性炭滤池就不同,反冲洗既要达到一定的反冲洗强度,保证炭上的老化及过剩生物膜脱落、部分污染物被冲出生物滤池,又要确保生物活性炭上保留一定的生物量以便及时形成新的生物膜,保证炭上生物降解作用及时、充分的发挥[2].生物增强活性炭是人工培养驯化出适应特定水质的优势菌后强化固定到活性炭上的一种生物活性炭新技术.对于生物增强活性炭,保持一定的优势菌种类及数量,是至关重要的.所以,选取合适的反冲洗方式及强度对生物增强活性炭工艺的正常运行尤为关键.1 试验装置和分析方法1.1 试验流程本试验工艺流程见图1,处理水量为5m 3/h .图1 试验流程图1.2 工艺参数1.2.1 常规工艺单元混凝池采用机械搅拌池,停留时间20m i n .混凝剂采用质量分数为5%的Fe C l 3,投药量5~15m g /L .沉淀采用斜管沉淀池,停留时间30m i n .过滤采用无烟煤和石英砂双层滤料,上层为厚度600mm,下层为厚度400mm ,滤速为8m /h .1.2.2 深度处理单元臭氧接触池采用钛板曝气,气水同向流,臭氧与水接触时间12m i n .臭氧发生设备为OZAT CF-3型臭氧发生器.生物增强活性炭池采用采用双层滤料,石英砂滤层厚度300mm.活性炭型号ZJ-15,装填高度1500mm.消毒池总停留时间2h .1.2.3 试验启动将人工筛选驯化的优势菌种,用物理循环吸附法固定在活性炭上,具体参数见表1.表1 优势菌种固定化参数菌液浓度/(个#m L -1)循环流量/(L #m i n -1)循环时间/h 反洗前出水菌数/(个#mL -1)反洗后出水菌数/(个#mL -1)1090.212500231.3 反冲洗方式及检测指标本试验采用的反冲洗方式为:单独水冲、气-水反冲、气-水二次反冲.反冲洗前,停止生物增强活性炭滤池的进水,待池内水面降至炭层以下约20~30c m 时关掉炭池出水,然后再进行反冲洗.试验期间生物增强活性炭滤池进水温度为18~20e ,反冲洗周期为10d 左右.浊度检测采用HAC H 的2100N 浊度仪;COD M n 采用高锰酸钾酸性法;细菌总数采用平板计数法.2 试验结果与分析以相同反冲历时下的反冲废水浊度、反冲废水浊度与反冲初始浊度的比值、反冲废水浊度与初始COD M n 的比值(浊污比)、从高浊度到持续低浊度的出现历时、从高浊污比到持续低浊污比的出现历时作为评价指标.以反冲洗废水浊度5ntu 作为结束反冲洗的控制指标.2.1 单独水冲2.1.1 反冲洗强度反冲洗主要去除活性炭滤池中的过剩微生物和吸附在活性炭上的部分污染物,反冲洗出水浊度高说明从活性炭上冲洗下来的微生物和污染物较多.从图2可知,反冲洗强度为15L /(m 2#s)时的反冲洗出水浊度在前7m i n 内比强度为10L /(m 2#s)时高,而在反冲洗进行7m i n 之后比强度为10L /(m 2#s)时低.强度较大时,水流和炭颗粒之间以及炭炭颗粒之间的摩擦加剧,附着在炭上的过剩微生物和污染物被冲洗下来的量就会较大.因此反冲洗浊度为15L /(m 2.s)时,前几分钟出水浊度、色度均比反冲洗强度为10L /(m 2#s)时要大.所以单独采用水冲时应采用高的反冲洗强度,但是对于石英砂、活性炭双层滤料的活性炭滤池,太高的反冲洗强度极易导致石英砂和活性炭的混层,而且如果活性炭强度不是很大还有可能造成活性炭表面磨损,所以针对石英砂、活性炭双层滤料的活性炭滤池,反冲洗强度不可过大.冲洗强度为15L /(m 2#s)时,试验中未发现明显的混层现象,所以反冲洗方式为单独水冲时冲洗强度可采用15L /(m 2#s).图2 单独水冲不同冲洗强度出水浊度对比2.1.2 反冲洗时间在反冲洗出水前1m i n 内,反冲洗出水浊度、色度均很高,而且存在大量肉眼可见物.随时间的延长,出水浊度、色度逐渐降低.冲洗强度为10、15L /(m 2#s)时,反冲洗出水浊度达到5ntu 所需#147#第2期 张晓彦,等:生物增强活性炭滤池的反冲洗方式研究时间分别为12、10m in ,反冲洗浊度与反冲洗初始浊度比值达到10%所需时间分别为10、7m in .因此,单独水冲冲洗强度为15L /(m 2#s)时,适宜的反冲时间为10m i n 左右.2.2 气-水反冲洗2.2.1 气冲强度与时间1)气冲强度对生物增强活性炭反冲效果的影响采用气-水反冲洗方式进行生物增强活性炭的反冲洗时,气冲强度的选择很重要.气冲强度过低,不能使生物活性炭上的生物膜脱落,冲强度过高将导致炭上的生物膜脱落严重,微生物被过量冲出,影响下一轮微生物挂膜和生物活性的发挥,继而影响生物活性炭的处理效果[3].工艺正常运行情况下,生物增强活性炭上微生物的分布情况为炭层上部最多、中部次之、下部最少,微生物量一般为103(CFU /g)数量级.图3为气冲强度对生物增强活性炭上生物量的影响图,图3中采用的气冲时间为5m i n ,水冲强度为12L /(m2#s),冲洗时间为15m i n .从图3中可以看出,气冲强度为10L /(m 2#s)时,反冲后炭池上部的生物量被冲掉30%~40%,炭上剩余生物量适当,炭池中部和下部被冲掉的生物量较大,使气冲效果得以充分发挥,而且还保证了炭上留有足够的生物量以形成稳定的生物膜.因此,气冲强度采用10L /(m 2#s)是比较合适的.图3 气冲强度对生物增强活性炭上生物量的影响2)气冲时间实验结果表明,在水冲强度一定的情况下,经过5m i n 的气冲后,水冲出水初始浊度明显高于3m in 气冲后的水冲出水浊度,并且出水浊度下降较快.气冲时间越长,气冲冲下的生物量越大.根据微生物挂膜情况,可采用不同的气冲时间.一般,水温较高时微生物生长繁殖快,形成的生物膜较厚,此时可采用较长时间的反冲洗;水温较低时,微生物生长繁殖很慢,生物膜较薄,此时的反冲洗时间应缩短.因此,建议夏季气冲时间采用5m i n ,冬季气冲时间采用3m in .2.2.2 水冲强度与时间水冲能使气冲时脱落的过剩生物膜和部分污染物冲出池外,保障了生物增强活性炭工艺的正常运行.控制其他条件相同,在一定范围内增大水冲强度会改善反冲洗效果.反冲洗强度为10、12、15、18L /(m 2#s)时,反冲洗出水浊度达到5n t u 分别为9、8、6、5m i n .从图4可以看出,水冲强度越高,反冲洗出水初始浊污比越大,高浊污比到持续低浊污比历时越短,浊污比与初始浊污比的比值为10%的所需时间越短.这表明采用高强度水冲对滤层冲洗得较为彻底.图4 气-水反冲不同反冲洗强度下的浊污比试验所用原水中的污染物质量浓度较低(TOC 为4.0mg /L 左右),而且从工艺流程图中可知,砂滤出水经过臭氧氧化后进入生物增强活性炭滤池,所以生物增强活性炭滤池中的污染物浓度会很低,因此反冲洗时水冲强度不易大,以免在气冲的基础上又一次冲掉大量微生物,影响下一轮生物膜的成熟.建议水冲强度采用12~15L /(m 2#s),水冲时间为8~10m i n .2.2.3 生物增强活性炭初滤水浊度的变化图5为生物增强炭池经过气冲强度为10L /(m 2#s),气冲时间为5m i n ,水冲强度为12L /(m2#s),水冲时间为10m i n 反冲洗后的初滤水浊度变化情况.从图5中可以看出,随时间的延长,炭池出水浊度有逐渐变小的趋势,经过1h 后炭池出水可稳定在0.100~0.150ntu .图5 初滤水浊度变化#148#哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 第25卷2.3 气-水二次反冲洗气-水二次反冲洗,即连续进行两次气-水反冲洗,可以更彻底地冲掉过剩的生物膜和被活性炭吸附的部分污染物,从而延长生物增强活性炭的反冲洗周期.试验过程中,气-水二次反冲洗时两次气冲采用的强度均采用10L /(m 2#s),时间均为3m i n .从图5中反冲洗出水浊度变化情况可以看出,第一次水冲浊度变化很明显,尤其在水冲0~3m i n 变化尤为明显,第二次水冲时初始浊度比第一次水冲结束时的出水浊度高许多,第二次水冲0~3m i n 浊度变化较明显,3m in 后浊度趋于稳定,浊度可降到5ntu ,5m i n 后浊度可降到1n t u 左右.浊污比的变化情况与之相似,如图6.因此,采用气-水+气-水两段式反冲洗方式时,可采用较小的水冲强度即可,建议两次水冲的强度均采用12L /(m 2#s),水冲时间均为5m i n 即可.图6 不同水冲强度下出水浊污比2.4 不同反冲洗方式的对比图7为不同反冲洗方式的反冲洗效果对比图.图中单独水冲采用的水冲强度为15L /(m 2#s),时间为15m in ;气-水反冲洗采用的气冲强度为10L /(m 2#s),时间为3m i n ,水冲强度为15L /(m 2#s),时间为15m in ;气-水二次反冲洗气冲强度均为10L /(m 2#s),时间均为3m i n ,水冲强度均为12L /(m 2#s),第一次水冲时间为5m i n ,第二次水冲时间为10m i n .从图7中的比较可以看出,气-水反冲效果明显好与单独水冲效果.气-水反冲从高浊污比到趋于稳定的低浊污比所用时间(8m in)短于后者(10m in),前者反冲洗出水浊污比与初始浊污比的比值达到10%所用时间(2m in)短于后者(6m in).原因在于较大的紊流气体能预先冲松滤层并更好地冲刷活性炭表面的生物膜[4].图7 不同反冲洗方式的反冲洗效果比较气-水二次反冲洗在第一次反冲洗时出水浊度和浊污比变化非常明显,第二次反冲洗时反冲洗出水浊度和浊污比变化较为缓和,但比单独水冲和气-水反冲的水冲同时间的浊度和浊污比变化要明显,说明气-水二次反冲洗的效果比单独水冲和气-水反冲洗的效果好.但气-水二次反冲洗程序较繁琐,操作较复杂[5].因此,结合各反冲洗方式的特点,在实际应用中可采取不同的反冲洗方式.这里建议采用气-水反冲洗,既能达到理想的反冲洗效果,又操作简便.3 结论1)如果采用单独水冲,适宜的反冲洗参数为:水冲强度为5L /(m 2#.s),时间10m i n .2)气-水反冲洗效果优于单独水冲效果,可采用的气冲强度为10L /(m 2#s),时间夏季3m i n 、冬季5m i n ,水冲强度12~15L /(m 2#s),时间8~10m i n .3)气-水二次反冲洗的效果优于单独水冲和气-水反冲洗的效果,但操作复杂.可采用的气冲强度均为10L /(m 2#s),时间均为3m i n ;水冲强度均为12L /(m 2#s),水冲时间均为5m i n .4)建议实际应用中采取气-水反冲洗方式,既能达到理想的反冲洗效果,又操作简便.参考文献:[1] A HMAD R ,A M I RTHATAJ AH A .E ffects ofbackw ash i ng on b i o -logical fil ter[J].AWW A,1998,90(12):62-73.[2] 孙 昕,张金松.生物活性炭滤池的反冲洗方式研究[J].中国给水排水,2002,18(2):14-17.[3] 张 杰,陈秀荣.曝气生物滤池反冲洗的特性[J].环境科学,2003,24(5):86-91.[4] A HMAD R ,AM I RTHARA J AH A .Detachm en t of p articl es du r -i ng b i ofilter b ackw as h i ng[J].AWW A,1998,90(12):74-85.[5] 程晓如,方 正.三层滤料滤池移动式气水反冲洗研究[J].武汉水利电力大学学报,1996,29(1):70-74.#149#第2期 张晓彦,等:生物增强活性炭滤池的反冲洗方式研究。