生物活性炭深度处理工艺挂膜研究

利用中试装置对生物活性炭深度处理工艺的动态培养自然挂膜过程进行研究,讨论了挂膜过程中污染物去除效果的变化,试验显示挂膜期间炭柱对氨氮的去除率与进水氨氮质量浓度可拟合成二次曲线的关系,进水氨氮质量浓度为0.76mg/L时氨氮去除率最高;炭柱对CODMn和UV254的平均去除率分别为32.07%和44.76%;对有机物去除的相关性进行分析显示,挂膜期间中炭柱CODMn和UV254进水浓度和去除量之间相关性分别达0.72和0.71;最后提出以CODMn和UV254的去除率作为判断生物活性炭工艺生物膜成熟的标志以及相关的参数。     

改性活性炭纤维对生物转盘挂膜的影响

实验采用新型炭材料活性炭纤维作为生物膜附着的载体,考察了改性前后活性炭纤维对生物转盘挂膜以及对油田污水处理效果的影响。结果表明,经浓H2SO4-KMnO4处理后的活性碳纤维平衡含水质量分数为27.79%,表面酸性官能团质量摩尔浓度达到1.723 mol/g。表面改性处理的活性炭纤维较未经预处理的挂膜对比发现,改性处理的活性炭纤维载体的生物转盘微生物数量达到5.67×109个/g,生物膜干质量达到23.025 8 g/m2,COD去除率最高达95.81%,明显高于未经处理的活性炭纤维转盘。     

受污染源水生物预处理挂膜过程研究

本文利用中试和生产性试验对受污染源水生物预处理的自然挂膜过程进行研究,讨论了挂膜过程污染物去除效果的变化、生物膜上细菌数量的增长、生物膜总的状况变化及动物组成的演化;分析了影响填料挂膜的各种因素,提出了判断生物膜成熟的依据、填料挂膜的适宜参数。     

生物活性炭工艺中失效的颗粒活性炭循环再利用试验

文章对生物活性炭(BAC)工艺中失效的颗粒活性炭(SGAC)的循环再利用进行了研究,用于吸附去除重金属和放射性核素。试验以重金属Pb(Ⅱ)和放射性核素Sr(Ⅱ)为例,共收集了8个BAC工艺水厂使用0.75～10.00年的10个SGAC样品,代表了BAC工艺生命周期的不同阶段。重金属吸附试验表明,SGAC对高质量浓度(5.0 mg/L)和低质量浓度(≤0.2 mg/L)的Pb(Ⅱ)均具有较好的吸附能力(>95.00%);对高质量浓度(5.0 mg/L)和低质量浓度(≤0.5 mg/L)Sr(Ⅱ)的去除率分别达89.00%和80.00%。运行0.75～10.00年的SGAC对Pb(Ⅱ)的吸附性能整体上随运行时间的延长而增加,运行10.00年的HY水厂的SGAC对Pb(Ⅱ)的吸附量高达420.00 mg/g。实际水体应用试验表明,SGAC上的有机物、金属离子在真实的河水中几乎无溶出,且仍保持了80.00%以上的Pb(Ⅱ)去除能力。上述结论为SGAC的循环再利用提供了理论和实践基础。     

曝气生物滤池处理印染废水挂膜启动研究

采用不经二沉池沉淀的二级生化出水启动生物活性炭装置。启动挂膜过程中研究了装置对COD、NH3-N及色度的去除效果和进、出水的DO、pH值变化。试验结果表明:生物膜成熟后,生物活性炭装置对COD、NH3-N及色度均有较好的去除效果,稳定运行时COD的去除率保持在65%以上,NH3-N的去除率保持在70%以上,出水中未检测到色度。通过考察装置进、出水DO和pH值变化,可以判断硝化细菌的生长状况。研究结果显示:挂膜过程中进、出水DO差值变小时,硝化细菌生长状况良好;挂膜过程中出水pH值变小时,硝化细菌生长状况良好。     

活性炭改性及对生物转盘挂膜性能的影响

借助化学分析、表面形态分析等表征方法,研究了经化学氧化-铁离子覆盖技术和氢氟酸处理后活性炭（AC）的表面形貌、表面官能团含量、比表面积及其亲水性的变化情况。结果表明,采用化学氧化-铁离子覆盖技术改性处理后的活性炭同未处理的活性炭相比,其表面孔径分布均匀、细密,孔结构呈规则的蜂窝形状,酸性官能团含量增加0.116 meq/g,比表面积增加415.80 m²/g,平衡含水率增加19.28%。将两种表面氧化处理过的活性炭分别制作成两组生物转盘Ⅰ、Ⅱ,用其来处理油田污水,对比分析两种改性方法对生物转盘挂膜性能的影响,转盘Ⅱ微生物含量为2.60×10⁹ cfu/g,生物膜干重达到16.9096 g/m²,在盘片转速4 r/min、水温20 ^oC、水力停留时间（HRT）为6 h、pH值为6~8时,三级生物转盘各级化学需氧量（COD）去除率均在80%以上,最高达到了92.36%,并且生物转盘Ⅱ的去除效果好于转盘Ⅰ。     

粉末活性炭膜生物反应器深度处理印染废水的中试

开展了粉末活性炭膜生物反应器深度处理印染废水的中试研究,探讨了其对出水COD_(Cr)、色度、悬浮物的去除效果。结果表明,在粉末活性炭投加量为400～500 mg·L~(-1)的条件下,COD_(Cr)、色度、悬浮物的去除率分别达到了55%～68%、80%～92%、74%～92%,出水水质可满足GB 4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》中表3规定的特别排放限值。中试工程直接运行成本为1.35元·m~(-3),对于有迫切提标需要的印染工业园区,粉末活性炭膜生物反应器深度处理印染废水在经济上是可行的。     

上流式曝气生物活性炭滤池用于给水深度处理的启动

利用新型臭氧-炭滤-消毒-砂滤组合净水工艺处理北江微污染原水,研究了上流式曝气生物活性炭滤池的启动情况。试验结果表明,上流式曝气生物活性炭滤池气水体积比为0.2:1,启动20 d后,对氨氮的去除率稳定在79%左右,滤池挂膜成功;采用两段式气水混合反冲洗方式,反冲洗周期3～5 d,可有效控制水头损失,维持滤池稳定运行。上流式曝气生物活性炭滤池启动完成后,试验系统最终出水CODMn、氨氮、亚硝氮、浊度均达到生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)和饮用净水水质标准(CJ 94-2005)。     

活性炭纤维电解预处理对MBR处理印染废水及膜污染的影响

采用两组平行膜生物反应器处理模拟印染废水,对比研究采用活性炭纤维电解预处理对水质各指标的去除率及膜污染情况。不采用预处理及采用预处理的工艺分别记为工艺A、B。实验表明,B工艺的COD及色度平均去除率比A工艺提高了6.69%和21.54%,并且发现B工艺的蛋白质、膜通量及黏度变化速率比A工艺慢。添加活性炭纤维电解预处理,能提高出水水质及有效的延缓膜污染。     

活性炭纤维电解预处理对MBR处理印染废水及膜污染的影响

采用两组平行膜生物反应器处理模拟印染废水,对比研究采用活性炭纤维电解预处理对水质各指标的去除率及膜污染情况。不采用预处理及采用预处理的工艺分别记为工艺A、B。实验表明,B工艺的COD及色度平均去除率比A工艺提高了6.69%和21.54%,并且发现B工艺的蛋白质、膜通量及黏度变化速率比A工艺慢。添加活性炭纤维电解预处理,能提高出水水质及有效的延缓膜污染。     

臭氧-生物活性炭工艺处理黄浦江微污染原水的中试研究

以黄浦江原水为研究对象,对臭氧-生物活性炭（O3-BAC）组合工艺去除有机污染物的性能、机理进行了中试研究。结果表明,该工艺对各指标的去除率为：CODMn 24%,UV25435%,三卤甲烷前体物31%,AOC 63%,且对各分子量区间的有机物的去除有互补性。O3-BAC组合工艺一方面可以有效去除黄浦江原水中的微量有机污染物、消毒副产物前体物,减少后加氯量,降低消毒副产物生成量,保障饮用水的化学安全性;另一方面能明显降低水中的可同化有机碳（AOC）浓度,提高饮用水的生物稳定性。     

生物活性炭处理长江南京段微污染原水的安全性评价

为了评价生物活性炭处理微污染原水的安全性,应用人类乳腺癌(MCF-7)细胞增殖试验和子宫增重试验进行测定.结果表明,水源水及生物活性炭进水提取物能刺激MCF-7细胞增殖,在原水量270 mL和810 mL时细胞增殖效应达到最大,生物活性炭出水提取物不引起MCF-7细胞增殖;水源水及生物活性炭进水提取物为5、25L.kg-1和25.125 L·kg-1剂量组均刺激大鼠子宫生长,与对照组比较有统计学意义.生物活性炭出水提取物对子宫增重无影响,未表现出类雌激素活性作用.     

超滤膜-活性炭联用工艺处理长江原水中试研究

不投加任何药剂的长江原水,通过粗格栅过滤后,直接采用超滤(UF)和颗粒活性炭(GAC)联用工艺进行处理。试验中水温、过滤周期、原水水质等对UF运行均有影响。其中温度的影响最大,UF-GAC联用工艺适合处理水温较高的夏秋季长江原水,而在水温较低的冬季要保证设备稳定运行较困难。长周期比短周期过滤更容易造成不可逆膜污染类物质的积累,水的浊度对膜污染也有影响但表现为可恢复膜阻。UF出水相对稳定并对浊度、铁、锰等指标去除率达99%,氨氮等指标满足出水要求,但对CODMn、UV254等去除效果较差,有时会略高于饮用水出水标准,而经GAC吸附后可满足国家饮用水卫生标准(GB 5749-2006)的要求。UF-GAC联用工艺可在短时间内采用,当活性炭吸附饱和后,便会失去对有机物的去除作用,一旦GAC过滤后出水水质恶化,颗粒活性炭需要更换或再生。     

降流式生物活性炭滤池反冲洗方式的研究

针对新型臭氧-活性炭组合工艺中的降流式生物活性炭滤池的反冲洗方式进行研究。根据对降流式炭滤池不同纳污段出水浊度数据的比较,推断出上部炭层为主要吸收段。根据3种不同的反冲洗方式,以反冲洗历时和反冲洗强度作为研究对象,以提高反冲洗效率,缩短时间,延长周期为目的,确定降流式活性炭滤池的最佳冲洗方式。结果表明,对于新型工艺中降流式活性炭滤池,先气洗5 min,强度为15 L/(m2.s),然后水洗10 min,强度8 L/(m2.s),反冲洗周期可以延长至7 d,并且能够有效地控制后续水头损失的增加。在气水比为0.2:1的曝气条件下,可以将反冲洗周期延长至7 d,炭滤池对有机物仍具有27%以上的高去除率。     

生物活性炭深度处理循环水产养殖废水研究

以经过臭氧氧化消毒→机械过滤→生物过滤的养鱼废水为原水,研究了生物活性炭对水产养殖废水中氨氮、亚硝态氮和COD深度处理的效果,并与活性炭吸附处理进行了对比研究.结果表明,在滤速14m·h-1、进水水温23.3～30.3℃、pH为7.35～8.06、溶解氧质量浓度为6.0～8.1 mg·L-1、氨氮质量浓度0.204～0.984mg·L-1、亚硝态氮质量浓度0.090～1.003 mg·L-1、COD为13.44～26.80mg·L-1的条件下,生物活性炭对氨氮、亚硝酸盐氮和COD的平均去除率分别达到85.5%、90.1%和43.8%.经生物活性炭处理后,出水氨氮和亚硝态氮浓度均达到了花鳗养殖对水质的要求,达标率分别为100%和97.6%,可以循环回用;在滤速14m·h-1,低进水氨氮、亚硝态氮浓度下,活性炭吸附对氨氮和亚硝酸盐氮几乎没有去除作用,但对COD的吸附去除率高达52.3%.     

粉末活性炭应急处理原水中镉突发污染的研究

以黄浦江上游水源地取水口突发镉污染为背景,研究了粉末活性炭( PAC)吸附技术对镉污染源水的应急处理效果.小试考察了PAC投加量、吸附时间对吸附消减镉效果的影响,同时模拟上海松浦原水厂工艺进行中试研究,探寻了PAC吸附对突发镉污染源水的实际处理效能.小试结果表明,PAC对低超标倍数的镉突发污染的去除率随投加量的增大显著提高,而针对高含量的镉突发污染,则处理能力有限.中试结果表明,针对超标5倍的镉突发污染,投加40 mg·L-1的PAC,可处理至超标2倍以内;镉分别超标10倍、50倍和100倍时,投加50 mg· L-1的PAC,去除率分别为58％、38％和41％,出水镉含量超标约为5倍、31倍和60倍.可为可能突发的镉污染事故应急处理提供技术支持.     

自来水厂氨氮的活性炭深度处理

以佛山沙口水厂北江水源水为进水,考察了活性炭吸附（GAC）和臭氧．生物活性炭（O3-BAC）两种深度处理方法对氨氮的去除效果。结果表明：在低氨氮浓度下,GAC和O3-BAC对氨氮的平均去除率均为40％,最大去除率均为74％,BAC处理后的出水中三氯甲烷浓度较GAC的出水浓度低,而GAC处理成本低于O3-BAC,建议优先采用GAC工艺;在高氨氮浓度时,预氯化条件下如果控制沉淀池出水余氯≤0．1mg／L,则可以采用O3-BAC工艺除氨氮,适宜的氨氮浓度范围是0．59～0．62mg／L。     

臭氧—生物活性炭工艺预处理海水试验研究

采用臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺进行长期去除实际海水有机污染物试验研究.结果表明,O3-BAC工艺可有效去除海水中的有机污染物,系统运行稳定,反冲洗对BAC去除有机物影响不大.对有机污染较严重的海水,臭氧投加量3～6 mg·L-1、氧化接触时间30～60 min、水温10.5～29.0℃、BAC滤柱HRT为1h情况下,O3-BAC 工艺对TOC、DOC、CODMn、UV254以及浊度的平均去除率分别在38％、34％、55％、55％、95％以上,出水可作为反渗透膜海水淡化的进水.     

高锰酸钾预氧化—O3/BAC组合工艺处理长江陈行水库原水

以长江陈行水库原水为研究对象,探讨高锰酸钾预氧化-O3/BAC组合工艺对水中有机物、消毒副产物前驱物的去除效果,并评价该工艺出水生物稳定性。结果表明,生物活性炭出水CODMn均值为0.63 mg.L-1,平均去除率68.9%,UV254均值为0.005 cm-1,平均去除率89.0%;高锰酸钾预氧化-O3/BAC组合工艺可以有效去除水中氯化消毒副产物前驱物,对THMFP和HAAFP的去除率分别为66.2%和84.2%;该工艺出水AOC质量浓度为47μg.L-1,,生物稳性较好。     

用于饮用水处理的活性炭选择方法

本文介绍了目前常见的几种活性炭评价方法,包括活性炭性能指标分析,活性炭表面的性状分析,活性炭静态吸附和动态吸附试验,活性炭综合性能评价指标等,详细分析了各种方法的特点,并综合各个方法的利弊,提出了选择饮用水用活性炭的具体方案,供各水厂在选用活性炭时参考。