淺談臭氧——生物活性炭微污染水處理技術(shù)
摘要：通過介紹微污染水處理的常規(guī)方法和具體應(yīng)用，結(jié)合大同煤礦集團(tuán)公司目前實(shí)際情況，詳細(xì)闡述了臭氧——生物活性炭聯(lián)用的微污染水處理技術(shù)。
關(guān)鍵詞：微污染水；污水處理；臭氧；生物活性炭
中圖分類號(hào)X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1000—4866(2010)01—0012—02
微污染水，指微量和痕量有毒有害的有機(jī)污染物進(jìn)入水體后被污染的水。有機(jī)污染物是近十幾年來出現(xiàn)在給水處理技術(shù)中的術(shù)語，也是一個(gè)沒有嚴(yán)格界限的術(shù)語，主要包括各類可溶性有機(jī)物、氮以及鐵、錳等重金屬。
大同市位于山西省北部，屬全國(guó)110座嚴(yán)重缺水城市之一，人均水資源占有量只占全國(guó)人均水平的1/5，特別是一些企事業(yè)單位，用水困難的問題更突出。如果把微污染水進(jìn)行有效的處理，使其達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，用在沖廁、道路清掃和消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工等方面，可有效循環(huán)利用水資源，使用水問題得到一定程度上的緩解。
1 微污染水的處理方法
在我國(guó)，微污染水源的污染程度要比西方國(guó)家的高很多，處理難度也較大，處理方法分為常規(guī)處理和深度處理等。
1．1 微污染水的分段處理
1．1．1 常規(guī)處理
包括混凝、沉淀、過濾和消毒。這種方法可以較好地去除水中的濁度、色度、懸浮物、膠體及病原菌，比較適合處理有機(jī)物含量較少的原水，而對(duì)有機(jī)物含量較多的微污染水卻顯得力不從心。
1．1．2 深度處理
包括臭氧氧化和活性炭吸附等。我們應(yīng)根據(jù)不同的水源水質(zhì)和出水水質(zhì)要求結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素確定合適的處理工藝。在此，主要討論微污染水深度處理技術(shù)中的一種：臭氧——生物活性炭技術(shù)。
臭氧——生物活性炭技術(shù)因氧化性強(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推廣。目前這一技術(shù)已被越來越多國(guó)家實(shí)際應(yīng)用于污染水源凈化、城市污水再生回用作生活雜用水等方面。
1．2 臭氧——生物活性炭技術(shù)工藝
臭氧——生物活性炭工藝是活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒4種技術(shù)合為一體的工藝。
該工藝一般設(shè)在砂濾之后。首先利用臭氧預(yù)氧化作用，初步氧化分解水中的有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)，降低生物活性炭濾池的有機(jī)負(fù)荷，同時(shí)臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的脂肪烴，改變其生化特性。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)，可去除其他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。
活性炭能夠迅速地吸附水中的溶解性有機(jī)物，同時(shí)也能富集微生物，使其表面能夠生長(zhǎng)出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有機(jī)物為養(yǎng)料大量生長(zhǎng)繁殖好氣菌，致使活性炭吸附的小分子有機(jī)物充分生物降解。
臭氧——生物活性炭工藝主要針對(duì)微污染水中的有機(jī)物、氨氮、色度、濁度、嗅，能夠有效地去除水中的有機(jī)物和氨氮，使有機(jī)物濃度降低至700μg/L～1 600μg/L。氨氮濃度低于檢測(cè)限，對(duì)水中的無機(jī)還原性物質(zhì)、色度、濁度、嗅也有很好的去除效果，并且能有效降低出水致突變活性，保證再生水的安全。
2 臭氧——生物活性炭技術(shù)的特點(diǎn)
臭氧——生物活性炭工藝是在活性炭吸附的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，綜合了臭氧、活性炭?jī)烧叩膬?yōu)點(diǎn)。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。
單獨(dú)使用臭氧，成本高，且水中可生物同化有機(jī)碳(AOC)增加，導(dǎo)致水的生物穩(wěn)定性變差；單獨(dú)使用活性炭，其吸附及微生物降解協(xié)同作用效果減弱，吸附的飽和周期縮短，為保持水質(zhì)目標(biāo)，必須經(jīng)常再生。臭氧——活性炭聯(lián)用工藝有效地克服了兩者單獨(dú)使用的局限性，又充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)點(diǎn)，使水質(zhì)處理效果大為改善。此外，采用臭氧——活性炭聯(lián)用工藝還能有效地降低AOC (生物可同化有機(jī)碳)值，使出水的生物穩(wěn)定性大為提高，活性炭上附著的微生物使其能長(zhǎng)期保持活性，有效延長(zhǎng)活性炭的再生周期。
臭氧——活性炭的組合，使得水中溶解和膠體狀的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為較易生物降解的有機(jī)物，將某些分子量較高的腐殖質(zhì)氧化為分子量較低、易生物降解的物質(zhì)并成為炭床中微生物的養(yǎng)料來源。在炭床內(nèi)，有機(jī)物吸附在炭粒的表面和小孔隙中，微生物生長(zhǎng)在炭粒表面的大孔中，通過細(xì)胞酶的作用將某些有機(jī)物降解，在吸附和生物降解的雙重作用下去除水中有機(jī)物。
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大同煤礦集團(tuán)公司現(xiàn)有微污染水中氨氮含量15 mg／L～30 mg／L，使用臭氧——生物活性炭技術(shù)可使其降低到10 mg/L～20 mg／L，處理效果提高了30％以上，同時(shí)其他指標(biāo)亦可得到大大改善，提高其使用效率。
3 結(jié)論
目前我國(guó)大部分城市屬于缺水城市，如果能有效利用再生水，將會(huì)很大程度減少水資源浪費(fèi)，有利于我國(guó)節(jié)水型城市建設(shè)和城鎮(zhèn)水務(wù)市場(chǎng)化進(jìn)程的開展。我國(guó)部分城市受到不同程度污染的水源，在常規(guī)處理工藝技術(shù)不能有效解決的情況下，活性炭可作為飲用水深度處理、預(yù)處理的有效手段，對(duì)去除飲用水中有機(jī)物質(zhì)、改善水質(zhì)具有很大意義。在預(yù)處理方面，因新型吸附材料的發(fā)展，使吸附預(yù)處理具有較好的應(yīng)用前景；在深度處理方面，臭氧——生物活性炭技術(shù)已成為微污染水處理的主流工藝之一。
水處理技術(shù)應(yīng)強(qiáng)調(diào)將物理、化學(xué)、生物等方法有機(jī)結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行水環(huán)境的綜合治理，以達(dá)到最低成本下的最佳去除效果。此外，要真正解決城市缺水問題，除加強(qiáng)水處理工藝技術(shù)的發(fā)展外，還應(yīng)加強(qiáng)源頭控制，并加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的宣傳，提高全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。
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楊存莉，女，1980年9月出生，北京林業(yè)大學(xué)(環(huán)境工程專業(yè))畢業(yè)，現(xiàn)就職于大同煤礦集團(tuán)公司環(huán)境保護(hù)處，助理工程師。
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