剖析給水處理中臭氧-生物活性炭技術的運用

周小龍

惠州市供水有限公司 廣東惠州 516003

剖析給水處理中臭氧-生物活性炭技術的運用

周小龍

惠州市供水有限公司 廣東惠州 516003

隨著社會的不斷發展，人們的生活質量不斷提高，變得越來越重視生活中的質量問題，尤其是水的質量。眾所周知，水的質量是否優良與國民的生活安全息息相關。作者結合自身的經驗，著重講述了關于給水處理中臭氧-生物活性炭技術的運用，詳細地描述了關于這一技術的各種原理以及作用，以自己的經驗與讀者進行探討，希望能對讀者有所幫助。

臭氧-生物活性炭；有機物；生物活性炭；應用

一、與傳統水處理技術的對比

隨著社會的不斷發展，我國已經擁有自己的發展策略，即使我國仍然是發展中國家，但仍然擁有世界上領先的發展技術。然而社會發展日新月異，新技術、新工業發展的同時也出現了許多問題，比如環境安全問題。新興工業技術的應用雖然可以加快發展，但是對于環境卻造成了很大的污染，比如一些污染物不能及時處理排出，無法處理，就會有可能被排入水中，如果技術不先進將無法這些水中污染物去除，就可能會被帶入人體內，影響人類健康。這就要求我們要努力創新水處理技術，可見，傳統水處理技術已經不能滿足現在環境的污染情況，因此，全新的技術--臭氧-生物活性炭凈水的出現就大大緩解了這一問題，臭氧-生物活性炭凈水技術之所以能夠如此受歡迎，大部分原因是由于這項技術的原理能夠符合當代人對于水質量的要求，能夠彌補傳統技術的不足之處。臭氧-生物活性炭凈水技術的原理就在于能夠有效地去除由于工業產生的排入水中的有毒物質，能夠保證人類的飲用水安全，在這項新功能被使用的同時，和傳統水處理技術相同的原理同樣存在，比如臭氧-生物活性炭凈水技術依然可以使水變清澈，一些細菌也會隨之被處理。

二、生物活性炭技術-臭氧簡介

（一）活性炭技術以及 BAC技術

活性炭又稱活性炭黑，其孔多，孔隙大，呈晶體排列，活性炭對去除嗅味、色度、溶解性合成有機物有較高的去除作用，針對車內甲醛、苯系、氨、TVOC、異味、細菌螨蟲等有害物質的消毒凈化功能尤為顯著。生物活性炭（BAC）法是指由活性炭和臭氧結合在一起的給水處理方法，是將臭氧化學氧化、活性炭物理吸附、生物降解技術合為一體的工藝。隨著科技和工農業生產的發展以及人類活動的頻繁，新的污染物質如農藥、增塑劑、洗滌劑、消毒劑的不斷出現，使全球使用的化學品超過60000種，其中70%可能對健康有害。因為活性炭去除有機物的壽命遠遠低于去除嗅味的壽命，所以水處理的費用大大提高。因為全球的環境問題日益加劇，進入本世紀六七十年代以來，人們漸漸從僅僅除去水中嗅味轉移到去除三致有機物上來。機物去除的特點是效率高、效果穩定。人們開始尋找強化活性炭，在基本工藝流程的基礎上，各自來水廠可以根據不同條件因地制宜采取具體的措施。

（二）臭氧技術

臭氧又稱富氧、三子氧、超氧，是已知可利用的最強的氧化劑之一，其氧化能力約為氯的兩倍，能氧化水中許多無機物和有機物，經過消毒后的水口感和觀感得到很大提高，且與有機物作用后不產生鹵代物，還能控制所產生的復合有機物的嗅味，脫色效果好，促進微絮凝作用；同時臭氧也常用作強消毒劑，它可使細菌、真菌等菌體的蛋白質外殼氧化變性，從而殺滅細菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等。臭氧對大腸桿菌、鏈球菌、金黃色葡萄球菌的殺滅率在99%以上，并可殺滅肝炎病毒、感冒病毒等。臭氧具有突出的殺菌、消毒、降解農藥等作用，被認為是一種高效廣譜的殺菌劑。臭氧的產生一般采用模擬大自然產生臭氧的原理，用氧發生器在現場以氧氣或空氣為材料制取，例如在惠州市潼湖水廠，臭氧的產生過程是利用工業高純度的液氧，經過氣化器裝置，然后通過臭氧發生器的高壓電擊作用，氧氣分子分解成氧原子，氧原子再重新組合成臭氧分子。產生臭氧的設備是采用瑞士進口的奧宗尼亞臭氧發生器 ，首期建設共兩臺發生器，一用一備 。因此，臭氧自1840年被發現以后，在發達國家很快被作為消毒劑、強氧化劑，廣泛應用于水處理、餐飲、化工、養殖、食品、醫療、儲藏等領域。從第一次運用至今，臭氧的生產技術有了很大的進步。

三、給水處理中臭氧-生物活性炭工藝流程和特點

（一）常用的工藝流程

臭氧生物活性炭工藝是一種以去除水中微污染有機物為目的的飲用水深度凈化工藝。在1969年，不來梅水廠將臭氧與生物活性炭結合起來，發現可以起到多重作用。該工藝在惠州市潼湖水廠也得到了很好的應用，潼湖水廠采用后臭氧接觸池和翻板活性炭濾池聯合深度處理工藝，讓設計出廠水達到直飲水標準。

（二）BAC工藝特點

BAC工藝對除去水源中的微量有機污染物具有明顯效果，并以其高效、新型的優勢，成為微污染水深度處理領域中的主流工藝之一。根據潼湖水廠的運行情況來看，如只用活性炭技術，藻類瘋狂生長，對水質影響大；如只單獨運行臭氧處理，為確保出廠水水質，臭氧投加量需控制在1毫克每升以上，成本高，平均每方水需增加成本投入約0.05元。臭氧投加在慮池，還可以防止浮游植物和藻類在濾池中的生長繁殖。完成生物硝化作用，這是BAC的特點，將溶解有機物進行生物氧化，將游離態氨轉化為硝酸根狀；可去除毫克每升級濃度的溶解有機碳和三鹵甲烷前體物；另外使氧氣更加容易溶于水，這利于好氧微生物活動，可以延長活性炭再生周期，還可以部分再生。

四、給水處理中臭氧-生物活性炭技術的作用原理

生物降解、臭氧氧化、活性炭吸附這是臭氧-生物活性炭對有機物去除的三個過程。BAC法能高效去除水中的有機物，但因為應用了生物技術，其比單純的活性炭吸附延長四到六倍，大大延長了活性炭的運行周期，從而大幅度降低運行成本。在對有機物的去除上，將有機物氧化成可被生物降解的小分子有機物，這是發揮臭氧的強氧化能力。然后因為活性炭良好的吸附功能，所以利用活性炭將其吸附，再由生長在活性炭表面的一層生物膜對吸附的有機物進行生物降解。臭氧分解后產生的氧，使水中溶解氧呈飽和狀態或接近飽和狀態，這又為活性炭處理中的生物降解提供了必要條件。

在潼湖水廠深度處理工藝中，臭氧采用微孔爆氣方式投加到后臭氧接觸池中，殺死水中的致病微生物，將大分子有機物氧化成小分子有機物，同時為微生物在活性炭上的生長提供充足氧源。翻板活性炭濾池主要靠活性炭的物理吸附以及活性炭表面的生物膜的生物吸附和生物降解作用，從而達到進一步優化水質的目的，據周邊市民反應，采用臭氧活性炭技術處理后的水的口感明顯增強。

五、臭氧-生物活性炭技術運用中存在的問題

對于臭氧-生物活性炭技術運用中存在的問題來說，產生一些有毒有害物質是關注的焦點。在對這項技術進行應用的同時，雖然將水中的一些污染物進行去除，但同時這項技術的原理導致在實際應用中會產生一些其他有毒產物，比如說甲醛，這些產物對人體同樣有危害性。隨著這項技術在我國的逐漸應用，這些問題也時刻威脅著我們，讓我們去解決。

六、結束語

時代的發展進步讓人們越來越重視生活中的安全問題，水處理技術也讓人們時刻密切關注，水的質量關系著國民的生活安全質量，關系著國家的發展狀況，應該得到很大的重視，所以，我們應該加快應用臭氧-生物活性炭工藝的步伐，應用這項技術。不僅是我國，在其他一些國家，臭氧-生物活性炭同樣是水處理中最先應用的一項技術。傳統的水處理技術已經不能跟上時代的發展步伐，所以臭氧-生物活性炭技術是時代發展的一項新生技術，與傳統水處理技術相比，臭氧-生物活性炭技術能做到更好的處理，比如將水中的污染物去除，這大大促進了我國的用水安全。所以，臭氧-生物活性炭技術在日常生活中一定會被更普遍的應用。在今后的發展中，這項技術也會越來越成熟，促進我國的良好發展。

［1］李探平.水源突發有機化工污染的水質保障應急技術研究［D］.太原理工大學，2014.

［2］陳誠.臭氧/光催化氧化―生物活性炭深度處理模擬印染廢水的試驗研究［D］.武漢紡織大學，2014.

［3］代冬梅.電絮凝―生物活性炭纖維處理牛仔布印染廢水的研究［D］.山東農業大學，2014.

［4］胡順瑩，趙翠，施巖.生物活性炭技術在工業廢水處理中的研究進展［J］.當代化工，2014，04：625-627.