生物活性炭技術(shù)在水處理中的研究與應(yīng)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(yīng)用

左玉俊

天津新康水處理有限公司，天津 300130

與單獨(dú)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(yīng)用到發(fā)達(dá)國(guó)家的污水再利用、工業(yè)廢水處理、凈化污染水源等項(xiàng)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(yīng)用，具有一定的參考價(jià)值。

生物活性炭技術(shù)；水處理；應(yīng)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(lái)吸附水中有機(jī)污染物，起到高效污水處理的效果。與單獨(dú)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(yīng)用到發(fā)達(dá)國(guó)家的污水再利用、工業(yè)廢水處理、凈化污染水源等項(xiàng)目中，而我國(guó)也已經(jīng)將生物活性炭技術(shù)納入到水處理實(shí)踐過(guò)程中。本文就生物活性炭技術(shù)在水處理中的研究與應(yīng)用進(jìn)行探討。

2 生物活性炭技術(shù)在水處理中的應(yīng)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(yīng)用，能夠有效地改善感官指標(biāo)、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(jìn)行富集，也可將飲用水中的溶解性有機(jī)物予以快速吸附，與此同時(shí)，微生物也可通過(guò)吸附在生物活性炭表面的有機(jī)物來(lái)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(yīng)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(dāng)利用生物活性炭技術(shù)來(lái)高負(fù)荷處理生活污水時(shí)，處理效果通常較為穩(wěn)定。Sehorder教授（德國(guó)學(xué)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(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于烷基苯類(lèi)化合物等極性化合物的去除效果，且無(wú)毒無(wú)害。上海寶鋼(集團(tuán))公司一期工程所配套的生活污水處理項(xiàng)目（日處理能力1.05萬(wàn)噸）就采用了SBRO生物活性炭技術(shù)，處理效果較佳，備受好評(píng)。

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(huì)含有一定量的化學(xué)助劑、化學(xué)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(diǎn)，若綜合處理流程采用“生物活性炭”+“酸化預(yù)處理”+“絮凝過(guò)濾”+“生化處理”，那么可基本達(dá)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(lái)看，已經(jīng)有多家工業(yè)廢水處理企業(yè)采用了此類(lèi)工藝，運(yùn)行結(jié)果表明：無(wú)論是有機(jī)耗氧物，還是異味，亦或者出水色度，都能夠達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，且持續(xù)穩(wěn)定，應(yīng)用效果較佳。當(dāng)然，生物活性炭技術(shù)與其他工藝相互結(jié)合，也可對(duì)工業(yè)廢水予以有效地處理。例如，由Canterbury大學(xué)（新西蘭）與Belfas皇后大學(xué)（英國(guó)）聯(lián)合開(kāi)發(fā)的STR（生物活性炭攪拌池反應(yīng)器），在處理印染廢水的實(shí)踐效果較佳，研究人員對(duì)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(jìn)行了平行實(shí)驗(yàn)，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(yīng)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(zhǎng)率，能夠有效地促進(jìn)染料去除、生物吸附。第三，生物活性炭在反應(yīng)初始階段，其大孔和縫隙會(huì)被廢水中的營(yíng)養(yǎng)物完全阻塞，反應(yīng)速率較低；但是一旦渡過(guò)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(huì)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(yīng)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(guò)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(fù)雜、有機(jī)物種類(lèi)多、有機(jī)

▲▲物色度深、固體懸浮物濃度高、有機(jī)物濃度高的特點(diǎn)，并且還存在著會(huì)對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)、物質(zhì)降解產(chǎn)生抑制作用的抗生素。有學(xué)者在對(duì)某制藥廠生產(chǎn)絡(luò)硝咪唑、氯苯胍車(chē)間的排放液進(jìn)行處理時(shí)，采用厭氧生物活性炭流化床，試驗(yàn)結(jié)果表明：生物活性炭技術(shù)的出水穩(wěn)定、耐沖擊負(fù)荷大、留時(shí)短，能夠去除掉80%以上的COD。比利時(shí)Gen大學(xué)采用BACOF（生物活性炭氧化過(guò)濾器系統(tǒng)）來(lái)對(duì)制藥廢水進(jìn)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(yú)類(lèi)放入到處理水中進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有慢性毒害的情況出現(xiàn)。

2.3.3 含油廢水

含油廢水的來(lái)源渠道較廣，多來(lái)自于石油化工行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，含油廢水的排放量日益增加，如果不對(duì)其進(jìn)行處理就直接排除，那么必然會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)水體生物死亡、水中缺氧等，對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成較大的污染。從目前來(lái)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(xué)處理技術(shù)，僅僅可以確保達(dá)標(biāo)排放油類(lèi)物質(zhì)，不能保證達(dá)標(biāo)排放好氧類(lèi)有機(jī)污染物，這樣一來(lái)，必然會(huì)對(duì)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(biāo)較低、水量波動(dòng)幅度大的問(wèn)題，若采用傳統(tǒng)的生化處理工藝，那么必然會(huì)帶來(lái)一系列操作問(wèn)題、管理問(wèn)題、運(yùn)行問(wèn)題。而生物活性炭技術(shù)恰好能夠有效地解決這一問(wèn)題，有學(xué)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(jí)氣浮工藝、顆?；钚蕴抗に?，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(xué)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(biāo)都明顯要高于國(guó)家規(guī)定的回用水標(biāo)準(zhǔn)。

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(xué)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(shí)質(zhì)上是一種典型的高濃度有機(jī)廢水，成分復(fù)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(wèn)題必然會(huì)出現(xiàn)。如果能夠在處理垃圾滲濾液的過(guò)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(dá)標(biāo)處理提供有力的保障。

3 結(jié)語(yǔ)

生物活性炭技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用效果較佳的水處理技術(shù)，具有運(yùn)行成本低、操作管理簡(jiǎn)便、去除效率高、活性炭使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，必將在未來(lái)能夠得到廣泛應(yīng)用。

[1] 尹宇鵬,任永強(qiáng)．臭氧生物活性炭工藝深度處理微污染原水[J]．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)．2014,20(07)：131-135．

[2] 車(chē)春波,蘇榮軍,聶千．采用生物活性炭法對(duì)含油污水進(jìn)行深度處理[J]．煉油與化工．2009,17(01)：123-126．

[3] 祝玲,劉文君,袁永欽,林浩添．生物活性炭工藝顆粒物分布及微生物安全性研究[J]．給水排水．2009,18(03)：145-148．

[4] 梁偉杰,林浩添．南洲水廠生物活性炭濾料表面微生物研究分析[J]．給水排水．2009,18(03)：120-125．

[5] 張曉彥,陳井義,谷軍．生物增強(qiáng)活性炭處理微污染原水的穩(wěn)定性研究[J]．供水技術(shù)．2014,18(01)：103-106．