北京文儀通科技發(fā)展有限公司 |
當(dāng)前位置：首頁(yè)
應(yīng)用案例
臭氧化-生物活性炭技術(shù)應(yīng)用
文件大小：
格式：
發(fā)布時(shí)間：2008-07-23
瀏覽次數(shù)：次
| 【中文關(guān)鍵詞】 | 臭氧化-生物活性炭技術(shù)的研究與應(yīng)用 建筑 |
| 【摘要】 | |
| 【部分正文預(yù)覽】 | 摘要：概述國(guó)內(nèi)外臭氧化-生物活性炭的發(fā)展歷史，分析和介紹國(guó)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(shì)。
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(guó)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(lái)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(lái)越多的有機(jī)、有毒污染物被檢測(cè)出來(lái)，并通過(guò)流行病學(xué)調(diào)查研究和對(duì)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(duì)飲用水安全的高度重視。
在美國(guó)，六十年代初曾對(duì)30個(gè)大城市、11590個(gè)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(duì)人體健康造成潛在危險(xiǎn)。在1974～1977年間，美國(guó)環(huán)保局又組織了兩次全國(guó)性的調(diào)查，一次是調(diào)查80個(gè)城市的飲用水中4種鹵代烴濃度，并對(duì)10個(gè)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(gè)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(gè)美國(guó)1。德國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)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)調(diào)查結(jié)果修訂了本國(guó)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(shí)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。
與此同時(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(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家暴發(fā)了多起由賈第蟲、隱孢子蟲等致病原生動(dòng)物，引起的較大規(guī)模水介流行病。鑒于這兩種致病原生動(dòng)物已經(jīng)構(gòu)成對(duì)飲用水微生物安全的主要危脅，各國(guó)相繼開展水源水、出廠中賈第蟲、隱孢子蟲的監(jiān)測(cè)，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(duì)這兩種致病原生動(dòng)物具有很好處理效果。臭氧對(duì)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(duì)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(lái)滅活隱孢子蟲卵囊2。粒狀活炭過(guò)濾去除賈第蟲孢囊、隱孢子蟲卵囊與砂濾池或雙層濾料濾池的效果大致相同 3，也就是說(shuō)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(shì)，使其應(yīng)用又呈現(xiàn)出更快的增長(zhǎng)勢(shì)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(gè)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(huì)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Van Marum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(lái)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。
臭氧化技術(shù)應(yīng)用以歐洲大陸最為普遍。法國(guó)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(guó)全國(guó)85%的水廠采用了臭氧深度處理技術(shù)。目前這些國(guó)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(guó)家得到開發(fā)和正式投入生產(chǎn)應(yīng)用。
在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家，臭氧技術(shù)的發(fā)展在60年代以來(lái)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(guó)家在臭氧技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上明顯加快了步伐。以美國(guó)為例，1977年，全美只有2個(gè)小型水廠應(yīng)用臭氧，進(jìn)入八十年代以來(lái)，由于美國(guó)環(huán)保局提出了新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)出廠水和管網(wǎng)水的消毒作了更加嚴(yán)格的規(guī)定，同時(shí)又對(duì)減少水中的消毒副產(chǎn)物作出進(jìn)一步的限制，這雙重的壓力迫使國(guó)內(nèi)的水廠不得不考慮采用臭氧化、強(qiáng)化混凝和生物過(guò)濾等技術(shù)來(lái)達(dá)到供水要求。因而臭氧化深度處理技術(shù)改造已在全國(guó)范圍內(nèi)興起，。1989年，有55座采用臭氧化工藝的水廠投入運(yùn)行，進(jìn)入新千年，美國(guó)已有200余座水廠已經(jīng)應(yīng)用了臭氧化技術(shù)，還有許多類似的水廠則正在設(shè)計(jì)或建設(shè)之中6。
為了提高臭氧氧化的效果，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外逐漸開展了臭氧與H2O2、UV聯(lián)合氧化工藝的研究，發(fā)現(xiàn)在H2O2或UV存在下，一些與臭氧不能直接反應(yīng)的有機(jī)物得以氧化，但氧化的效果則與有機(jī)物的種類和水的pH值等密切相關(guān)，因而這一工藝尚難以實(shí)際應(yīng)用7。目前，解決飲用水微污染問(wèn)題的有效途徑之一是在對(duì)原水進(jìn)行臭氧化以后，再進(jìn)行過(guò)濾吸附處理，特別是臭氧化與粒狀活性炭結(jié)合使用。
2.2 活性炭吸附特性與凈水工藝
活性炭通常是以木質(zhì)、煤質(zhì)果殼（核）等含碳物質(zhì)為原料，經(jīng)化學(xué)活化或物理活化過(guò)程制成。活性炭微孔發(fā)達(dá)，孔徑10-105A°，擁有巨大的比表面積，一般700～1600m2/g。因此，活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力，在凈水過(guò)程中對(duì)水中有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、離子型或非離子型雜質(zhì)都能有效去除。西歐一些水廠使用顆粒活性炭，平均可降低水中20～30％的總有機(jī)碳。一般活性炭對(duì)溶解性有機(jī)物吸附的有效范圍為：分子大小在100A0～1000A0之間；分子量400以下的低分子量的溶解性有機(jī)物。極性高的低分子化合物及腐殖質(zhì)等高分子化合物難于吸附。有機(jī)物如果分子大小相同，則芳香族化合物較脂肪族化合物易于吸附，支鏈化合物比直鏈化合物易于吸附1。
活性炭的應(yīng)用是從消除水中嗅味的實(shí)踐開始的。由于具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，活性炭能有效地吸附產(chǎn)生嗅味的有機(jī)物，美國(guó)早在20世紀(jì)20年代就用粉末炭（PAC）去除水中由藻類產(chǎn)生的季節(jié)性嗅味，采用的工藝流程如圖1所示：
  |
|
|
暫無(wú)評(píng)論信息 |
|
聯(lián)系方式
—北京文儀通科技發(fā)展有限公司
地址：中國(guó)北京海淀區(qū)長(zhǎng)春橋路5號(hào)（100089）
郵編：100089
電話：010-82561888/2888/3888
傳真：010-82563888
網(wǎng)址：http://www.bjwintop.com/
地址：中國(guó)北京海淀區(qū)長(zhǎng)春橋路5號(hào)（100089）
郵編：100089
電話：010-82561888/2888/3888
傳真：010-82563888
網(wǎng)址：http://www.bjwintop.com/
