臭氧活性炭深度处理工艺简介

臭氧/生物活性炭工艺浅谈摘要：臭氧/生物活性炭工艺是水质深度处理的方法之一。

关键词：臭氧；活性炭；DOC随着居民生活水平的不断提高和健康条件的日益改善，饮用水水质标准的要求愈来愈高，当常规的絮凝、沉淀（澄清）、过滤、消毒净水工艺，已难以满足水质不断提高的要求时，有必要在现在常规处理工艺的基础上，再增加水质深度处理的工艺。

1 工艺概述臭氧/生物活性炭工艺是水质深度处理的方法之一。

主要目的是去除水中的溶解有机物(DOC)。

目前笔者参与建设的苏州某水厂深度制水工艺改造工程，由于近年太湖蓝藻较多，水厂采用的是常规平流沉淀加砂滤池的常规工艺已经难以应对特水情况，加入臭氧/生物活性炭工艺后采用如下流程：原水+臭氧（预）---絮凝----沉淀----砂滤池水+臭氧（主）----生物活性炭池水+消毒（氯）----请水库----供水管网。

原水中含有天然有机物（NOM）合成有机物，其物种、浓度、形状、分子量的大小以及吸附、生物活动各有差异，加上臭氧化、活性炭的作用机理都有极其复杂的内容，因此臭氧/活性炭工艺的采用必须在现场结合具体的水质、流程、臭氧化的目的以及臭氧化接触池（反应器）的具体条件进行从小试到中试的试验，才能获得必要的设计参数可靠数据。

也就是说设计参数的可靠数据只能从试验中得出，而无法预测。

2 臭氧系统组成臭氧系统是臭氧/活性炭工艺的重要组成部分，它的配置直接影响到净水效果与运行成本。

臭氧的氧化能力很强，仅次于氟，臭氧的制取方法有高压放电法、紫外线照射法和电解法。

用于水处理时一般采用高压放电法。

在本工程中，臭氧系统由气源系统、电源系统、臭氧发生系统、冷却水系统、PLC控制系统、臭氧投加以及尾气破坏系统组成。

此外还有大量的辅助设备如测量系统，阀门及管道等。

本工程的臭氧气源为液态氧气制备，臭氧发生器的臭氧产率高。

臭氧制备投加系统为国外成套设备，这里不展开赘述。

3 臭氧系统的控制臭氧需求量一般按以下方法确定：R=Q*D ---------（1）式中：R--臭氧需求量，kg/h；Q—处理水量，k/h；D—臭氧的投加量，g/。

臭氧 - 活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究摘要：采用臭氧-活性炭联用工艺处理某污水处理厂“改良A2O-深床滤池”工艺出水，能有效去除污水中的COD，平均去除率为66%，最大去除率可达到88%。

并且，与单纯活性炭工艺相比，臭氧-活性炭联用工艺的处理效果更好，出水水质更稳定。

“改良A2O-深床滤池”工艺出水经臭氧-活性炭联用工艺处理后，出水COD、BOD5及色度均能满足DB32/1072－2018的排放要求。

优化臭氧投加量为15～20mg/L。

臭氧工艺与活性炭工艺联用后，降低了活性炭吸附单元的处理负荷，能有效延长活性炭的吸附饱和时间，延长活性炭的使用寿命，在工程应用中将降低活性炭处理单元的运行成本。

本文主要分析臭氧-活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究。

关键词：臭氧;活性炭;深度处理;污水处理厂引言复合臭氧活性炭工艺利用臭氧的强氧化能力，将废水中的有机物氧化，还原成中小分子有机物质，然后通过活性炭吸附去除。

许多研究和应用都证明它能有效地提高污水质量。

为验证臭氧和活性炭联合工艺能否满足西山污水处理厂的处理要求，以该厂“改性a2-深层床过滤器”工艺中的废水为处理对象，通过试运行研究臭氧和活性炭联合工艺的处理效果。

比较纯活性炭工艺，研究了在活性炭处理前添加臭氧处理的必要性。

1、活性炭特征及作用原理活性炭是一种黑色多孔固体碳，包括粉末、颗粒、块体、蜂窝或晶体。

由于其特殊而丰富的多孔结构，具有较强的吸附功能。

吸附功能主要分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附是指活性炭采用其自身的微孔或孔隙结构来吸收分子直径小于活性炭孔隙直径的水中和空气中的杂质。

化学吸附是指由于表面异质原子、化学功能组、化合物和吸附物质之间的化学反应而对活性炭进行化学吸附。

在上述两种吸附方法的共同作用下，活性炭可以完全吸附废水中的重金属离子、各种杂质和污染物，实现较好的水处理效果，从而在水处理行业得到广泛应用。

2、污水处理工艺2.1污水处理工艺选择本工程污水处理厂预处理系统由生活污水预处理系统和工业污水预处理系统组成。

2017年09月臭氧—生物活性炭深度水处理工艺探究曲鋆洋（大庆油田水务公司东风水厂，黑龙江大庆163000）摘要：现在全球淡水量越来越少，水污染越来越严重，因此，净化水成为现在人们关注的话题。

我国全国各地的水资源多少都会存在一些污染，为提高水的质量，会在原有的常规水处理的基础上增加净化水工艺，现在常用的是臭氧——生物活性炭深度水处理工艺，并且在一些地区取得良好的成绩。

本文笔者简要介绍臭氧——生物活性炭深度水处理工艺的原理和具体措施，便于人们了解和接受该工艺产出水。

关键词：净水原理；臭氧接触池；生物活性炭；反冲洗现在人们可用的淡水资源除了地下水以外，还有一部分来自于运河支流，人们生活涉及到各方各面，都会对地表淡水产生污染，水中的氨氮、色度、亚硝酸盐、耗氧量和铁的含量明显增多，人们直接饮用会对健康造成不利影响。

常规的水处理办法已经不能够将这些有害物质除去，并且还存在多种弊端，例如在净水过程中，向水中投入大量的氮会使水中的三氯甲烷和致癌物质明显增多，并且水中还残留一些难闻的气味，不能达到国家标准饮用水的要求，现在新出现的臭氧——生物活性炭深度水处理工艺在深度净水方面取得一定的成绩，并且其中氧化工艺比较适合大部分地区原水水处理，能明显降低水中氨氮的含量，提高水质量，并且相较于其他大型净水设备，该工艺成本低，能大面积快速净水，因此受到很多社会人士的推崇。

1臭氧——生物活性炭深度水处理工艺概述臭氧——生物活性炭深度水处理工艺又被人们称为第二代水净化工艺，该工艺主要是利用了臭氧和活性炭具有吸附能力的特点，臭氧能够吸附水中的一些小分子物质和离子物质，活性炭能够吸附水中悬浮物、胶体、色素等物质，将两者结合起来，对于净化水有双重叠加作用。

臭氧——生物活性炭深度水处理工艺在运行时，臭氧氧化在先，然后利用活性炭吸附水中的某些物质，因为活性炭具有强大的吸附能力，能够将微生物聚集起来，辅助清除水中更多的有机污染物，即清除能力用肉眼可见。

饮用水处理中臭氧-生物活性炭工艺机理臭氧-生物活性炭工艺对许多水质指标都有很好的改善作用, 包括浊度、色度、嗅味、铁、锰、有机质( 以COD、BOD 计) 、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。

1．臭氧-生物活性炭的除污机理1.1 浊度当水中存在有机物时易吸附在颗粒表面引起空间位阻稳定( steric stabilizat ion) , 臭氧能氧化分解这些有机物, 从而诱导颗粒脱稳。

采用预臭氧化通常可以提高混凝过滤过程对颗粒和浊度的去除效率,与此同时却常常降低了混凝过程对DOC的去除。

混凝单元去除的是大分子的有机物, 而臭氧化将产生分子质量小、极性强的小分子, 因而影响混凝的效果。

但是,臭氧化后的小分子有机物通常要比臭氧化前的大分子有机物具有更好的可生化性, 另外小分子也更容易被生物吸收, 因此DOC的去除转由生物活性炭单元去完成。

1．2 色度臭氧有突出的脱色能力,天然水中的色度来源于腐殖酸的分解物, 通常分解物中存在的不饱和部分是这些物质显色的原因, 称之为发色团。

臭氧可以使C=C双键断裂, 生成酮类、醛类或羧酸类物质。

一旦这种共轭部分通过氧化被破坏, 颜色就随之而去,但这并不意味着引起色度的有机物能够被彻底氧化为CO2 和H2O,只是发色团受到了破坏而已。

O3/ BAC 去除色度效果好, 主要是归因于臭氧化作用、活性炭表面的吸附作用和生物降解作用。

需要指出的是, 对色度去除的总效果还包括臭氧化后水中有机物可吸附性和可生化性的改变。

1．3 嗅和味引起水中嗅和味的有机化合物一般都是在有机物的厌氧分解过程中产生的。

臭氧去除水中嗅和味的效率非常高, 起作用的不仅是臭氧本身, 还有其自我分解产物——氢氧自由基臭氧对引起嗅和味的物质的作用在于它能破坏引起嗅和味的不饱和键。

混凝沉淀后加臭氧氧化可使土臭素( Geosmin)和甲基异冰片( MIB ) 等异、嗅味物质的浓度降低85% 左右, 再加上生物活性炭处理就可以达到100%的去除率。

浅谈臭氧-生物活性炭深度水处理工艺摘要主要探讨臭氧—生物活性炭深度水处理工艺的优缺点，总结工艺设计的要点，并介绍了它们的一些具体运用，为臭氧-生物活性炭深度水处理工艺的进一步推广提供技术支持。

关键词臭氧活性炭城市供水工艺设计1臭氧－生物活性炭深度水处理工艺(O3-BAC) 概述臭氧-生物活性炭深度水处理技术被称为饮用水净化的第二代净水技术，臭氧-生物活性炭技术采用臭氧氧化和生物活性炭滤池联用的方法，将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附和生物氧化降解四种技术合为一体。

其主要目的是在常规处理之后进一步去除水中有机污染物、氯消毒副产物的前体物以及氨氮，降低出水中的BDOC和AOC，保证净水工艺出水的化学稳定性和生物稳定性。

臭氧是氧的同素异性体，分子式为O3，常态呈气体，淡蓝色，有特殊气味；臭氧是自然界最强的氧化剂之一，具有广谱杀微生物作用，其杀菌速度高于氯气。

臭氧投加在水中以后，主要有三个作用，一方面直接降解有机物，减少进入活性炭池中的有机负荷；一方面把大分子有机物降解为小分子有机物，改变水中有机物的分子量分布，提高水中有机物的可生化性，从而有利于强化后续活性炭工艺对于中小分子量有机物的吸附降解；最后一个作用就是为后续活性炭工艺充氧，有利于活性炭好氧微生物的生长。

活性炭几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造，这包括木材、锯末、煤、泥炭、果壳、果核、蔗渣、骨、石油脚、皮革废物、纸厂废物等等，近来有的国家倾向于用天然煤和焦炭制造粒状活性炭。

活性炭的主要特征是比表面积大和带孔隙的构造，因而显示出良好的吸附性能。

活性炭分粉末活性炭和颗粒活性炭两种，两者不同之处是颗粒大小不同，其吸附性能没有本质上的区别。

活性炭作为一种多孔物质，能够吸附水中浓度较低、其它方法难以去除的物质，同时，还可以去除水中的浊度、嗅味、色度，改善水的口感，而且能够有效地吸附合成洗涤剂、阴离子表面活性剂等活性物质；活性炭还具有催化作用，催化氧化臭氧为羟基自由基，最终生成氧气，增加水中的溶解氧(DO)的浓度。

深梅林水厂臭氧活性炭深度处理工艺设计黄年龙 廖凤京提要 深圳梅林水厂深度处理采用臭氧活性炭深度处理工艺,介绍了该工艺的设计参数,并对设计中的重点进行了分析,提出了臭氧活性炭深度处理工艺的出水水质指标与经济指标。

关键词 臭氧接触氧化 生物活性炭过滤 设计参数 水质指标 经济指标 梅林水厂是深圳市供水量最大的一座水厂,其规划总规模为90万m 3/d,现状常规处理规模为60万m 3/d 。

水源为深圳水库水,属低浊多藻富营养化的水体。

根据深圳水库原水的水质特点,在中试的基础上,梅林水厂深度处理设计采用 臭氧接触氧化+生物活性炭过滤 工艺,其净水工艺流程见图1。

图1 净水工艺流程示意1 臭氧接触氧化对于富营养化或受有机污染的水体,采用预氯化会导致水中形成THM s 等三致物质,而臭氧和活性炭均不能有效地将该类物质去除,只能靠活性炭吸附,富集在活性炭里。

但当活性炭吸附饱和后,又会释放进入水中,导致出水TH Ms 浓度升高,影响处理效果。

另一方面,预氯化的余氯,也会对后续活性炭上生物体的活性产生抑制作用,从而导致活性炭的生物降解能力下降。

因此,对臭氧活性炭工艺,设计取消预加氯,将臭氧氧化分为预臭氧氧化与后臭氧氧化,以预臭氧化代替预氯化,从而保证深度处理工艺的效果。

1 1 预臭氧接触池预臭氧主要的作用是杀藻,改善絮凝效果和去除部分有机物,避免预氯化产生消毒副产物。

预臭氧投加量设计采用0 5~1 5mg/L,一般运行在1mg/L 左右,高藻时投加1 5mg/L 。

预臭氧接触时间,根据试验设计采用4min,主要考虑使絮凝剂的投加与藻类的去除效果最佳。

预臭氧接触池采用2座,每座分2格,每格处理水量为15万m 3/d 。

单格池宽为6m ,池长为15 6m,有效水深为6m,超高为0 75m 。

每格预臭氧采用前端1点投加,竖向廊道混合,混合流速采用0 12~0 2m/s,混合水头控制在0 1m 以内。

臭氧投加设备采用水射器与多孔扩散管,每台水射器流量为56m 3/h,水射器前水压为0 35MPa (相对压力)。

饮用水处理中臭氧-生物活性炭工艺机理臭氧-生物活性炭工艺对许多水质指标都有很好的改善作用, 包括浊度、色度、嗅味、铁、锰、有机质( 以COD、BOD 计) 、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。

1．臭氧-生物活性炭的除污机理1.1 浊度当水中存在有机物时易吸附在颗粒表面引起空间位阻稳定( steric stabilizat ion) , 臭氧能氧化分解这些有机物, 从而诱导颗粒脱稳。

采用预臭氧化通常可以提高混凝过滤过程对颗粒和浊度的去除效率,与此同时却常常降低了混凝过程对DOC的去除。

混凝单元去除的是大分子的有机物, 而臭氧化将产生分子质量小、极性强的小分子, 因而影响混凝的效果。

但是,臭氧化后的小分子有机物通常要比臭氧化前的大分子有机物具有更好的可生化性, 另外小分子也更容易被生物吸收, 因此DOC的去除转由生物活性炭单元去完成。

1．2 色度臭氧有突出的脱色能力,天然水中的色度来源于腐殖酸的分解物, 通常分解物中存在的不饱和部分是这些物质显色的原因, 称之为发色团。

臭氧可以使C=C双键断裂, 生成酮类、醛类或羧酸类物质。

一旦这种共轭部分通过氧化被破坏, 颜色就随之而去,但这并不意味着引起色度的有机物能够被彻底氧化为CO2 和H2O,只是发色团受到了破坏而已。

O3/ BAC 去除色度效果好, 主要是归因于臭氧化作用、活性炭表面的吸附作用和生物降解作用。

需要指出的是, 对色度去除的总效果还包括臭氧化后水中有机物可吸附性和可生化性的改变。

1．3 嗅和味引起水中嗅和味的有机化合物一般都是在有机物的厌氧分解过程中产生的。

臭氧去除水中嗅和味的效率非常高, 起作用的不仅是臭氧本身, 还有其自我分解产物——氢氧自由基臭氧对引起嗅和味的物质的作用在于它能破坏引起嗅和味的不饱和键。

混凝沉淀后加臭氧氧化可使土臭素( Geosmin)和甲基异冰片( MIB ) 等异、嗅味物质的浓度降低85% 左右, 再加上生物活性炭处理就可以达到100%的去除率。

饮用水臭氧活性炭深度处理工艺设计来源：水世界网作者：李树苑等时间：2009-02-23点击：1059摘要：某两座水厂的深度处理工程总建设规模达100×104m3／d，设计采用臭氧生物活性炭工艺。

介绍了主要工艺单元的设计参数、设备及处理效果。

为避免活性炭在滤池反冲洗时流失，臭氧生物活性炭滤池采用翻板滤池的工艺形式。

一年多的实际运行表明，深度处理工艺有效提高了出水水质，出厂水106个项目均达到了国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)。

关键词：饮用水深度处理；臭氧；生物活性炭；翻板滤池中图分类号：TU991 文献标识码：C 文章编号：1000-4602(2008)24-0036-03Design of Advanced Treatment of Drinking Water by Ozone／BiologicalActivated Carbon ProcessLI Shu-yuan．WU Yu-hong，LIU Hai—yan(Central and Southern China Municipal Engineering Design and Research Institute，Wuhan 430010，China)Abstract：The total construction capacity of advanced treatment projects in two water plants amounts to 100×104m3／d．and the ozone／biological activated carbon process is adopted．The design parameters．equipments and treatment effect of main process units are introduced．In order to avoid activated carbon loss during backwashing the filter，the shutter filter is used in the ozone／biological activated carbon process．One-year operation results show that the advanced treatment process can enhance the treated water quality effectively，and all the quality indexes meet the Standard for Drinking Water Quality (GB 5749-2006)．Key words：advanced treatment of drinking water；ozone；biological activated carbon；shutter filter1项目简介某市现有A、B两座水厂，A水厂规模为60×104m3／d，分五期建成；B水厂近期规模为40×104m3／d，远期总规模为60×104m3／d。

浅谈臭氧-生物活性炭工艺及应用摘要：臭氧-生物活性炭工艺是一种先进的饮用水深度净化工艺，它将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解四种作用紧密结合为一体。

关键词：臭氧-生物活性炭；深度处理前言臭氧-生物活性炭工艺一般设在砂滤之后，砂滤水经臭氧氧化后，其中一小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳，大部分有机物转化为臭氧化中间产物，使原来不能被生物降解的有机物变为可生物降解的有机物，提高水的可生化性；臭氧在水中可以自动分解为氧，使活性炭床处于富氧状态，增强了活性炭表面好氧微生物的活性，形成生物膜，降解吸附在活性炭中的有机物，使活性炭得到更高程度的使用[1]。

1 臭氧-生物活性炭工艺机理该工艺将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解四种作用紧密结合为一体，它们互相促进，取得多重效应[2]。

（1）.臭氧预氧化。

臭氧初步氧化分解水中的有机物及其他还原性物质，降低生物活性炭滤池的有机负荷，同时使水中难以生物降解的有机物断链、开环，将大分子有机物氧化为小分子有机物，提高其可生化性和可吸附性，使其能够被生物降解。

同时氧化水中溶解性的锰和铁，生成难溶性的氧化物，提高砂过滤的效果，提高锰、铁的去除率。

臭氧在水中分解生成氧气，使生物活性炭滤池有充足的溶解氧（DO），使好氧微生物活性增强，提高了微生物增长潜力，加快了生物的氧化和硝化作用，延长了活性炭的使用寿命，加快了有机物的生物降解，从而提高了对有机物的去除效果[3]。

（2）.生物活性炭处理。

主要发挥以下几种作用：①破坏水中残余臭氧；②通过吸附去除化合物或臭氧副产物；③通过活性炭表面细菌的生物活动降解有机物；④吸附水中浓度较低、其他方法难以去除的有臭味或异味的物质；⑤附着的硝化菌还可以降低水中氨氮的浓度[4]。

（3）.臭氧后氧化。

破坏细菌体上的脱氢酶，干扰细菌的呼吸作用，导致细菌死亡；氧化有机物，如杀虫剂、清洁剂、苯酚等；去除DOC；氧化分解螯合物，如EDTA和NTA等[5]。

1.1.臭氧氧化单元臭氧既是一种强氧化剂，也是一种有效的消毒剂。

通过臭氧氧化可以去除水中的嗅、味，提高和改善水的感官性状；降低高锰酸盐指数，使难降解的高分子有机物得到氧化、降解；通过诱导微粒脱稳作用，诱导水中的胶体脱稳；杀灭水中的病毒、细菌与致病微生物。

与活性炭滤池联用，可以增加活性炭的生物作用，延长活性炭再生周期。

1.1.1.气源选择气源制备一般可采用空气处理、液态纯氧蒸发和现场纯氧制备等方法。

当采用空气作气源时，包括无油空气压缩机、冷却器、冷冻、冷凝装置，过滤净化及稳压、减压装置、空气吸附、干燥及干燥剂再生装置等。

供臭氧发生器的气源可以是空气，也可以是纯氧。

纯氧可以在现场制备，也可以购买液态氧通过蒸发取得。

三种气源的特点如下：1、干燥纯净压缩空气（CDA）：效率较低，能耗较高，空气源易取得。

2、液态纯氧（LOC）：效率高，具灵活性，适应小水厂。

3、现场制氧气（V－GOC）：效率高，可靠性好，适应大中型水厂。

结合本工程的实际情况及经济因素考虑，选用空气为气源。

1.1.2.臭氧需量计算臭氧接触装置是保证臭氧氧化处理效果的关键环节，为了保证接触装置的设计合理、可靠，应通过模拟实验取得设计数据。

由于在三级处理中使用臭氧更侧重于对有机物的氧化功能，且介质中的有机物浓度和细菌总数较高，因此，在设计中应按三级处理的水质条件来确定臭氧投加量和接触时间，并根据这一特点来选择适宜的接触装置。

臭氧的消耗不仅取决于COD的降解幅度，而且与COD的组分有密切关系。

所以对不同的原水，臭氧的消耗量也不同。

在没有模拟实验条件和项目前期设计时，三级处理的臭氧氧化单元可参考下述经验参数设计手册第五册设计：降解1mg/LCOD消耗4mg/LO3（臭氧化气）接触时间15～60min。

本设计中，前处理构筑物对COD的去除效率如下表：表2-1 COD 的去除效率SBR 池出水COD 仍高于排放标准，故本单元设计去除COD 浓度按40mg/L 计算，则臭氧投加量：L mg C C /16040==则需臭氧量：d QC Q O /kg 96016060003=⨯==1.1.3.空气气量计算干空气量：αC Q V 1000=干空气 式中 V 干空气——干空气气量，（Nm 3/h ）；Q ——根据水处理要求计算出来的臭氧产量（kg/h ）；C ——单位体积空气产出的臭氧量，根据发生器而定（g/m 3）；α——系数，本设计取0.92；本设计中，参考经验值C 取10g/m 3，代入得h Nm V /43472492.010********≈⨯⨯⨯=干空气总干空气量： (1.2 1.5)V V -总干空气＝公式中的系数1.2～1.5，是考虑增加再生干燥剂的用气量，本设计取1.5。