生物活性炭技術(shù)在水處理中的研究與應用

左玉俊

天津新康水處理有限公司，天津 300130

生物活性炭技術(shù)在水處理中的研究與應用

左玉俊

天津新康水處理有限公司，天津 300130

與單獨的生物法、活性炭法相比，生物活性炭技術(shù)的水處理能力明顯提高，處理效果也較佳，目前已經(jīng)被廣泛應用到發(fā)達國家的污水再利用、工業(yè)廢水處理、凈化污染水源等項目中。本文分別從飲用水源處理、生活污水處理、工業(yè)廢水處理三大方面深入研究生物活性炭技術(shù)在水處理中的應用，具有一定的參考價值。

生物活性炭技術(shù)；水處理；應用

1 引言

生物活性炭（BAC）技術(shù)最早起源于1972年，主要是利用粒狀活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積來吸附水中有機污染物，起到高效污水處理的效果。與單獨的生物法、活性炭法相比，生物活性炭技術(shù)的水處理能力明顯提高、處理效果也較佳，目前已經(jīng)被廣泛應用到發(fā)達國家的污水再利用、工業(yè)廢水處理、凈化污染水源等項目中，而我國也已經(jīng)將生物活性炭技術(shù)納入到水處理實踐過程中。本文就生物活性炭技術(shù)在水處理中的研究與應用進行探討。

2 生物活性炭技術(shù)在水處理中的應用

2．1 飲用水源處理

生物活性炭技術(shù)在飲用水源處理中應用，能夠有效地改善感官指標、提高后續(xù)消毒功能、提高飲用水水質(zhì)。生物活性炭基于生物吸附作用和生物降解作用的工作原理，可將飲用水中的微生物進行富集，也可將飲用水中的溶解性有機物予以快速吸附，與此同時，微生物也可通過吸附在生物活性炭表面的有機物來獲得養(yǎng)分，也可再生20%-24%的活性炭。

2．2 生活污水處理

生物活性炭技術(shù)在生活污水處理中應用，能夠有效地將非離子合成表面活性劑徹底去除。研究表明：當利用生物活性炭技術(shù)來高負荷處理生活污水時，處理效果通常較為穩(wěn)定。Sehorder教授（德國學者）研究結(jié)果表明：城市生活污水中在用生物活性炭技術(shù)處理之后，水中的污染物去除率較高，遠遠優(yōu)于烷基苯類化合物等極性化合物的去除效果，且無毒無害。上海寶鋼(集團)公司一期工程所配套的生活污水處理項目（日處理能力1.05萬噸）就采用了SBRO生物活性炭技術(shù)，處理效果較佳，備受好評。

2．3 工業(yè)廢水處理

2.3.1 印染廢水

眾所周知，印染廢水中必然會含有一定量的化學助劑、化學染料及其他物質(zhì)，具有生化處理困難、COD含量高、廢水色度高等一系列的特點，若綜合處理流程采用“生物活性炭”+“酸化預處理”+“絮凝過濾”+“生化處理”，那么可基本達到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)的要求。從目前來看，已經(jīng)有多家工業(yè)廢水處理企業(yè)采用了此類工藝，運行結(jié)果表明：無論是有機耗氧物，還是異味，亦或者出水色度，都能夠達到相應標準，且持續(xù)穩(wěn)定，應用效果較佳。當然，生物活性炭技術(shù)與其他工藝相互結(jié)合，也可對工業(yè)廢水予以有效地處理。例如，由Canterbury大學（新西蘭）與Belfas皇后大學（英國）聯(lián)合開發(fā)的STR（生物活性炭攪拌池反應器），在處理印染廢水的實踐效果較佳，研究人員對單純生物降解技術(shù)、生物活性炭技術(shù)、單純活性炭吸附技術(shù)、生物砂床技術(shù)進行了平行實驗，研究結(jié)果表明：第一，上述四種處理方法技術(shù)都能夠?qū)τ∪緩U水予以脫色。第二，單純生物降解技術(shù)的應用效果要稍微低于生物砂床技術(shù)，主要原因在于生物砂床具有較高的生物增長率，能夠有效地促進染料去除、生物吸附。第三，生物活性炭在反應初始階段，其大孔和縫隙會被廢水中的營養(yǎng)物完全阻塞，反應速率較低；但是一旦渡過了初始階段，生物活性炭在“生物吸附+生物降解+活性炭吸附”的共同作用下，會明顯提高其染料去除率。第四，高速攪拌STR（生物活性炭攪拌池反應器），那么明顯降低固定床系統(tǒng)的吸附效率及粒狀活性炭上的過剩生物量。

2.3.2 制藥廢水

制藥廢水具有固體懸浮物組分復雜、有機物種類多、有機

▲▲物色度深、固體懸浮物濃度高、有機物濃度高的特點，并且還存在著會對細菌生長、物質(zhì)降解產(chǎn)生抑制作用的抗生素。有學者在對某制藥廠生產(chǎn)絡硝咪唑、氯苯胍車間的排放液進行處理時，采用厭氧生物活性炭流化床，試驗結(jié)果表明：生物活性炭技術(shù)的出水穩(wěn)定、耐沖擊負荷大、留時短，能夠去除掉80%以上的COD。比利時Gen大學采用BACOF（生物活性炭氧化過濾器系統(tǒng)）來對制藥廢水進行處理，處理結(jié)果表明：有70%以上的COD被去除，COD濃度在處理后低于25mg/L，且將魚類放入到處理水中進行檢測，發(fā)現(xiàn)沒有慢性毒害的情況出現(xiàn)。

2.3.3 含油廢水

含油廢水的來源渠道較廣，多來自于石油化工行業(yè)、機械行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，含油廢水的排放量日益增加，如果不對其進行處理就直接排除，那么必然會導致出現(xiàn)水體生物死亡、水中缺氧等，對水體生態(tài)環(huán)境造成較大的污染。從目前來看，含油廢水處理技術(shù)多采用凝聚技術(shù)、聚結(jié)技術(shù)、吸附技術(shù)等，但是這些處理技術(shù)屬于單純的物理化學處理技術(shù)，僅僅可以確保達標排放油類物質(zhì)，不能保證達標排放好氧類有機污染物，這樣一來，必然會對附近水域水質(zhì)造成較大的影響。再加上大多含油廢水都具有生化指標較低、水量波動幅度大的問題，若采用傳統(tǒng)的生化處理工藝，那么必然會帶來一系列操作問題、管理問題、運行問題。而生物活性炭技術(shù)恰好能夠有效地解決這一問題，有學者研究表明：含油廢水在被生物活性炭技術(shù)處理之后，處理效果明顯要優(yōu)于二級氣浮工藝、顆粒活性炭工藝，油膜質(zhì)量濃度小于5mg/L，水體中有53%的COD被去除，有80%-95%的油膜被去除。另外，也有學者深度處理石化企業(yè)排出的含油廢水，處理工藝采取生物活性炭技術(shù)，處理結(jié)果表明：去除水體中污染物的效果較佳，有69.6%的COD被去除，并且出水COD、濁度、含油量、NHS-N、BOD等指標都明顯要高于國家規(guī)定的回用水標準。

2.3.4 垃圾滲濾液

影響垃圾滲濾液性質(zhì)的因素較多，但主要可以分為生物因素、化學因素、物理因素，通常而言，垃圾滲濾液的BOD含量為60-45000mg/L，COD含量為2000-62000mg/L，PH值處于4-9之間。垃圾滲濾液實質(zhì)上是一種典型的高濃度有機廢水，成分復雜，處理難度較大。若不加以有效處理而直接排出，那么環(huán)境污染問題必然會出現(xiàn)。如果能夠在處理垃圾滲濾液的過程中，聯(lián)合使用“生物活性炭技術(shù)”+“其他水處理工藝”，那么既能夠確保可靠、穩(wěn)定出水，又能夠?qū)⑵渲械漠愇丁⑸群碗y降解物質(zhì)統(tǒng)統(tǒng)去除，為污水達標處理提供有力的保障。

3 結(jié)語

生物活性炭技術(shù)是一項應用效果較佳的水處理技術(shù)，具有運行成本低、操作管理簡便、去除效率高、活性炭使用周期長等優(yōu)點，必將在未來能夠得到廣泛應用。

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