活性炭是一種由大孔、中孔、微孔組成的多孔性物質(zhì),對(duì)有機(jī)物的去除主要靠中孔和微孔的吸附作用。臭氧活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)采取先臭氧氧化后活性炭吸附,在活性炭吸附中又繼續(xù)氧化的方法。其基本原理是在炭層中投加臭氧,使水中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子,改變其分子結(jié)構(gòu)形態(tài),提供了有機(jī)物進(jìn)入較小孔隙的可能性,使大孔內(nèi)活性炭表面的有機(jī)物得到氧化分解,從而使活性炭可以充分吸附末被氧化的有機(jī)物,達(dá)到水質(zhì)深度凈化的目的。當(dāng)然臭氧活性炭聯(lián)用技術(shù)也有其局限性,如臭氧在破壞一些有機(jī)物結(jié)構(gòu)的同時(shí)也可能產(chǎn)生一些有毒有害的中間產(chǎn)物。研究結(jié)果表明,水源經(jīng)臭氧2活性炭吸附深度處理,氯化后出水水質(zhì)可能仍具有致突變性。
臭氧-生物活性炭工藝是采用活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術(shù)合為一體的工藝。首先利用臭氧預(yù)氧化作用,初步氧化分解水中的有機(jī)物及其它還原性物質(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)化成簡單的脂肪烴,改變其生化特性。臭氧除了自身能將某些有害有機(jī)物氧化變成無害物外,在客觀上還可以增加小分子的有機(jī)物,使活性炭的吸附功能得到更好的發(fā)揮;钚蕴磕軌蜓杆俚匚剿械娜芙庑杂袡C(jī)物,同時(shí)也能富集微生物,使其表面能夠生長出良好的生物膜,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)料大量生長繁殖好氧菌,致使活性炭吸附的小分子有機(jī)物充分生物降解。臭氧-生物活性炭工藝能夠有效地去除水中的有機(jī)物和氨氮,對(duì)水中的無機(jī)還原性物質(zhì)、色度、濁度也有很好的去除效果,并且能有效地降低出水致突變活性,保證了飲用水的安全。但該法對(duì)污染源水的指標(biāo)(如氨氮含量)及原處理工藝(如預(yù)氯化)部分有一定的要求。
臭氧-生物活性炭工藝是目前世界上公認(rèn)的去除飲用水中有機(jī)污染物最為有效的深度處理方法之一。該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、活性炭兩者的優(yōu)點(diǎn)。若單獨(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)用工藝則有效地克服了以上兩者單獨(dú)采用的局限性,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期保持活性,有效延長活性炭的再生周期。
目前我國大部分城市水源受到不同程度污染,常規(guī)處理工藝不能有效工作的情況下,活性炭可作為飲用水深度處理、預(yù)處理的有效手段,從而針對(duì)活性炭去除飲用水中有機(jī)物質(zhì)的研究很有意義。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。今后的水處理技術(shù)將越來越強(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)勢進(jìn)行綜合治理,以達(dá)到最低成本下的最佳去除效果。當(dāng)然,要真正解決飲用水水質(zhì)問題,除加強(qiáng)水處理工藝技術(shù)發(fā)展外,還應(yīng)加強(qiáng)源頭控制,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的宣傳,提高全民的環(huán)境意識(shí)等。
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