臭氧生物活性炭技術(shù)交流

關(guān)于臭氧生物活性炭技術(shù)交流思考問(wèn)題？為什么要建設(shè)臭氧生物活性炭深度處理工藝？臭氧生物活性炭深度處理工藝凈水原理是什么？應(yīng)如何調(diào)試運(yùn)行？臭氧生物活性炭深度處理工藝運(yùn)行中可能會(huì)存在哪些隱患？應(yīng)如何應(yīng)對(duì)？活性炭濾池前置、后置？下向流、上向流？三種工藝流程有何不同？第2頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天交流內(nèi)容O3-BAC工藝簡(jiǎn)介1O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行2活性炭的特性及選型34不同工藝流程的比較分析第3頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天交流內(nèi)容O3-BAC工藝簡(jiǎn)介1O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行2活性炭的特性及選型34不同工藝流程的比較分析第4頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧生物活性炭深度處理工藝第5頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧生物活性炭深度處理工藝第6頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天為什么要建臭氧生物活性炭？感官指標(biāo)色度高明顯泥土氣味鐵錳含量較高CODMnNH3-N微污染原水第7頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天為什么要建臭氧生物活性炭？原水突發(fā)性事件近年來(lái)原水突發(fā)性污染事件頻發(fā)，應(yīng)加強(qiáng)水源地建設(shè)與水廠(chǎng)凈水工藝改造，提高抗風(fēng)險(xiǎn)能力。第8頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天為什么要建臭氧生物活性炭？生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生要求，是指在居民取水點(diǎn)處的水質(zhì)應(yīng)符合GB5749-2006的要求。GB5749-2006是我國(guó)保障飲用者飲水安全的基本技術(shù)文件，為強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，具有法律效力。常規(guī)指標(biāo)：指能反映生活飲用水水質(zhì)基本狀況的水質(zhì)指標(biāo)。非常規(guī)指標(biāo)：根據(jù)地區(qū)、時(shí)間或特殊情況需要實(shí)施的生活飲用水水質(zhì)指標(biāo)。GB5749-2006第9頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天GB5749-2006為什么要建臭氧生物活性炭？指標(biāo)類(lèi)別GB5749-1985GB5749-2006生物學(xué)指標(biāo)26消毒劑14毒理學(xué)指標(biāo)無(wú)機(jī)化合物15107421有機(jī)化合物553感官性狀和一般理化指標(biāo)1520放射性物質(zhì)22總計(jì)35106第10頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天為什么要建臭氧生物活性炭？微生物指標(biāo)增加了大腸埃希氏菌、耐熱大腸菌群、賈第鞭毛蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)；修訂了總大腸菌群；飲用水消毒劑增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；毒理指標(biāo)中無(wú)機(jī)化合物增加了溴酸鹽等，修訂了硝酸鹽等；有機(jī)物化合物增加了甲醛、三鹵甲烷、五氯酚、敵敵畏等，修訂了四氯化碳；感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)增加了耗氧量、氨氮等，修訂了渾濁度。GB5749-2006第11頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于常規(guī)凈水工藝以去除濁度及滅活細(xì)菌為主，對(duì)于溶解性有機(jī)物、NH3-N的去除能力十分有限，微污染原水經(jīng)常規(guī)工藝處理后，出廠(chǎng)水無(wú)法達(dá)到GB5749-2006的要求。取水泵房混凝沉淀過(guò)濾清水庫(kù)出水常規(guī)處理工藝的技術(shù)局限為什么要建臭氧生物活性炭？第12頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天江蘇省優(yōu)質(zhì)供水要求為什么要建臭氧生物活性炭？全面推進(jìn)城市供水深度處理改造全覆蓋，力爭(zhēng)5年后自來(lái)水出廠(chǎng)能“直接喝”第13頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天為什么要建臭氧生物活性炭？第14頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧生物活性炭深度處理工藝第15頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧生物活性炭工藝原理取水泵房預(yù)臭氧接觸池沉淀池石英砂濾池后臭氧接觸池活性炭濾池清水庫(kù)出水臭氧生物活性炭工藝流程第16頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧凈水機(jī)理臭氧生物活性炭工藝原理臭氧的氧化還原電位為2.076mV，具有非常強(qiáng)的氧化能力臭氧能夠有效的殺滅水中的微生物、細(xì)菌及藻類(lèi)臭氧能夠有效的降低過(guò)程水的色度、嗅味及鐵錳離子濃度預(yù)臭氧具有明顯的助凝作用，能夠有效的降低混凝劑投加量后臭氧能夠通過(guò)氧化作用將大分子難降解污染物轉(zhuǎn)化成小分子易降解污染物，提高后續(xù)生物活性炭的氧化降解能力在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整臭氧投加量第17頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天活性炭?jī)羲畽C(jī)理臭氧生物活性炭工藝原理活性炭具有非常強(qiáng)吸附能力，能迅速吸附水中的污染物；活性炭能富集水中的微生物，從而形成生物活性炭；活性炭表面的生物膜具有生物吸附和生物氧化降解的雙重作用，炭層中的生物膜對(duì)活性炭具有再生作用。第18頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧與活性炭的聯(lián)合作用臭氧生物活性炭工藝原理臭氧的投加可以為后續(xù)的生物活性炭處理提供充足的氧；臭氧可以將難生物降解的化合物轉(zhuǎn)化成易于生物降解的有機(jī)化合物，促進(jìn)后續(xù)生物活性炭處理效率；活性炭可吸附、濃縮水中的污染物，又是生物的載體；生物活性炭可以有效降解AOC，提高出水的化學(xué)安全性。第19頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧生物活性炭工藝原理臭氧生物活性炭?jī)羲畽C(jī)理第20頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧生物活性炭深度處理工藝第21頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天O3-BAC工藝運(yùn)行主要影響因素原水水質(zhì)：水中有機(jī)物的組成和特性、水溫等；凈水工藝：凈水工藝流程；炭濾池工藝參數(shù)及活性炭：炭濾池工藝參數(shù)、活性炭性質(zhì)。第22頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天交流內(nèi)容O3-BAC工藝簡(jiǎn)介1O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行2活性炭的特性及選型34不同工藝流程的比較分析第23頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭濾池的比較分析第24頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭濾池的比較分析第25頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭的表面特征分析柱狀破碎炭顆?；钚蕴客庥^(guān)壓塊破碎炭第26頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭的表面特征分析柱狀破碎炭空白活性炭的SEM掃描壓塊破碎炭第27頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭的表面特征分析柱狀破碎炭空白活性炭的AFM分析壓塊破碎炭壓塊破碎炭表面起伏較大，高低極差超過(guò)1500nm，突起較多，而柱狀破碎炭炭的表面較為平滑，起伏較小，高低極差在700nm左右。第28頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭濾池的比較分析第29頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天柱狀破碎炭表面活性炭的SEM掃描壓塊破碎炭活性炭表面粘附著了大量的球菌、桿菌以及絲狀菌等，而且壓塊破碎炭表面的微生物附著量及密度要高于柱狀破碎炭表面。不同類(lèi)型活性炭的微生物附著情況第30頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭的微生物附著情況活性炭表面微生物量分析在不同的炭濾池深度，壓塊破碎炭的生物附著量均高于柱狀破碎炭。不同類(lèi)型活性炭的生物附著情況（4#為壓塊破碎炭，16#為柱狀破碎炭）第31頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭濾池的比較分析第32頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同類(lèi)型活性炭的CODMn、NH3-N去除情況不同類(lèi)型活性炭的運(yùn)行效果比較在取樣期間內(nèi)，壓塊破碎炭對(duì)于CODMn及NH3-N的處理效果略高于柱狀破碎炭，但區(qū)別不大。處理效果第33頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)菌泄露情況活性炭表面的生物膜在降解污染物的同時(shí)也給出水帶來(lái)了生物安全性風(fēng)險(xiǎn)。在該取樣周期內(nèi)活性炭濾池出水中的異養(yǎng)菌總數(shù)隨著運(yùn)行時(shí)間而明顯增加，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此運(yùn)行周期的控制及出廠(chǎng)水的消毒就顯得極為重要。同一運(yùn)行周期內(nèi)活性炭濾池的異養(yǎng)菌泄露情況不同類(lèi)型活性炭的運(yùn)行效果比較第34頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天交流內(nèi)容O3-BAC工藝簡(jiǎn)介1O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行2活性炭的特性及選型34不同工藝流程的比較分析第35頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行第36頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行第37頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)論采用何種活性炭，運(yùn)行初期炭濾池出水的pH均會(huì)顯著升高，超過(guò)GB5749-2006中關(guān)于出廠(chǎng)水pH值為6.5-8.5的相關(guān)規(guī)定。因此，在生物活性炭濾池工藝調(diào)試期間，需要對(duì)活性炭進(jìn)行預(yù)處理以降低其出水的pH值。比較常用的方法有：酸洗法、水浸泡法（連續(xù)浸泡和間歇浸泡）和水稀釋法?；钚蕴窟\(yùn)行初期pH的控制臭氧生物活性炭工藝調(diào)試第38頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物掛膜一般有人工投加菌種掛膜和動(dòng)態(tài)培養(yǎng)自然掛膜2種方法。生物活性炭掛膜主要受進(jìn)水水質(zhì)和濾池運(yùn)行參數(shù)的影響。生物活性炭掛膜過(guò)程中異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌（亞硝酸細(xì)菌和硝化細(xì)菌）的生長(zhǎng)，氮的形態(tài)的轉(zhuǎn)化以及NO2-N積累問(wèn)題與控制。如何判斷活性炭表面生物膜是否生長(zhǎng)成熟？COD，NH3-N，NO2-N，生物鏡檢。生物活性炭掛膜臭氧生物活性炭工藝調(diào)試第39頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行第40頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天預(yù)臭氧與后臭氧投加量的控制；水廠(chǎng)加氯隨季節(jié)水質(zhì)變化的控制；臭氧生物活性炭工藝各處理構(gòu)筑物的運(yùn)行管理；活性炭濾池運(yùn)行參數(shù)的調(diào)控；臭氧生物活性炭工藝運(yùn)行控制相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)控第41頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天原水溴離子含量超過(guò)50ug/L時(shí)有超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)；控制臭氧的總投加量；投加硫酸銨；投加雙氧水。臭氧生物活性炭工藝運(yùn)行控制溴酸鹽控制第42頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行第43頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天取水泵房預(yù)臭氧接觸池沉淀池石英砂濾池后臭氧接觸池活性炭濾池清水庫(kù)礬液加氯加氨出水炭濾池作為最后一級(jí)處理工藝，某些耐氯性微型動(dòng)物如果進(jìn)入管網(wǎng)中，必然會(huì)對(duì)飲用水的感觀(guān)及安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。出廠(chǎng)水微型動(dòng)物泄露風(fēng)險(xiǎn)O3-BAC工藝微型動(dòng)物泄露與控制第44頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天微型動(dòng)物種類(lèi)繁多，分布廣泛，在世界各地的湖泊、水庫(kù)等地表水中均能發(fā)現(xiàn)。水溫是影響微型動(dòng)物水平分布的一個(gè)重要因素。此外，微型動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)還與原水水質(zhì)密切相關(guān)。當(dāng)采用湖泊、水庫(kù)等地表水水作為飲用水水源時(shí)，微型動(dòng)物將不可避免的進(jìn)入到飲用水處理系統(tǒng)中。水源中存在的廣泛性O(shè)3-BAC工藝微型動(dòng)物泄露與控制第45頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天微型動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生變化，進(jìn)入混凝沉淀后，一部分被明顯的去除，另外，某些微型動(dòng)物會(huì)在凈水構(gòu)筑物中生長(zhǎng)繁殖。在常規(guī)水處理工藝中，砂濾池是去除顆粒物的最后屏障，濾砂的性質(zhì)及運(yùn)行參數(shù)對(duì)微型動(dòng)物的遷移轉(zhuǎn)化具有重要影響。常規(guī)處理工藝的影響O3-BAC工藝微型動(dòng)物泄露與控制第46頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天一定量的微型動(dòng)物存在于濾池中有利于生物凈化，但密度過(guò)高，則會(huì)帶來(lái)不利影響。生物活性炭濾池中微型動(dòng)物生長(zhǎng)受到進(jìn)水微型動(dòng)物密度、水溫、反沖洗、運(yùn)行時(shí)間等因素的影響。臭氧活性炭工藝在我國(guó)的應(yīng)用日益廣泛，由于生物活性炭濾池微型動(dòng)物孳生繁殖引起的水質(zhì)問(wèn)題將日益突出?；钚蕴繛V池中的生長(zhǎng)繁殖O3-BAC工藝微型動(dòng)物泄露與控制第47頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天微型動(dòng)物對(duì)飲用水水質(zhì)的影響首先表現(xiàn)在對(duì)感官的影響，導(dǎo)致用戶(hù)對(duì)水質(zhì)的抱怨和投訴，甚至引起社會(huì)恐慌。微型動(dòng)物對(duì)生活飲用水質(zhì)影響的另一個(gè)重要方面是致病風(fēng)險(xiǎn):直接致?。▋上x(chóng)）、間接致病。微型動(dòng)物即使已經(jīng)被加氯滅活，在管網(wǎng)中仍可以作為細(xì)菌等微生物的生長(zhǎng)基質(zhì)，影響水廠(chǎng)最終的供水水質(zhì)。飲用水中微型動(dòng)物的危害O3-BAC工藝微型動(dòng)物泄露與控制第48頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天預(yù)氧化與混凝沉淀的協(xié)同作用；優(yōu)化砂濾池的運(yùn)行管理；控制炭濾池中微型動(dòng)物的過(guò)度孳生（砂墊層）；水處理工藝的優(yōu)化控制（膜處理工藝、活性炭池結(jié)合后續(xù)砂濾池過(guò)濾的組合工藝）。飲用水中微型動(dòng)物的控制O3-BAC工藝微型動(dòng)物泄露與控制第49頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行第50頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天A水廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析工藝處理效果對(duì)引起水中色度的腐殖酸物質(zhì)，臭氧能夠破壞其炭炭雙鍵、苯環(huán)等生色基團(tuán)，一日生色基團(tuán)遭破壞，水中的色度即可大幅度降低。此外，臭氧還也可以氧化鐵和錳等無(wú)機(jī)成色離子，因此臭氧生物活性炭工藝可以很好的降低水中的色度。2011年度深度處理與常規(guī)處理出廠(chǎng)水色度比較第51頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天集臭氧氧化、活性炭吸附及生物降解于一身的臭氧生物活性炭深度處理工藝可以大大降低出廠(chǎng)水中的CODMn。A水廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析工藝處理效果第52頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天深度處理的的礬基單耗明顯低于常規(guī)處理工藝，臭氧生物活性炭工藝在水溫適宜季節(jié)具有明顯的助凝作用，能夠節(jié)約礬基50%左右。2011年度6-8月份礬基單耗的比較情況A水廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析工藝處理效果第53頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天原水中氨氮的去除效果受水溫影響明顯，當(dāng)水溫>10℃時(shí)，炭濾池出水的氨氮可以穩(wěn)定達(dá)到新國(guó)標(biāo)要求。但在水溫較低時(shí)，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)受到抑制，且活性較低，因此氨氮去除效果下降，炭濾池出水氨氮>0.5mg/L。2011年9-12月份炭濾池出水的NH3-N情況A水廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析工藝處理效果第54頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天臭氧投加量的控制

預(yù)臭氧0.5-0.8mg/L，后臭氧0.8-1.2mg/L。加氯加氨隨季節(jié)水質(zhì)變化的控制

控制出廠(chǎng)水氨氮小于0.5mg/L，余氯滿(mǎn)足要求。炭濾池運(yùn)行周期的調(diào)控

水溫穩(wěn)定在<10℃時(shí)，炭濾池運(yùn)行周期為120h；當(dāng)水溫在10℃至25℃時(shí)，炭濾池運(yùn)行周期為96h；當(dāng)水溫穩(wěn)定在>25℃時(shí)，炭濾池運(yùn)行周期為72h。A水廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析工藝運(yùn)行控制第55頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天高溫期間藻類(lèi)孳生砂濾池中出現(xiàn)沙蠶低溫期間出廠(chǎng)水氨氮可能超標(biāo)微型動(dòng)物泄露隱患A水廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行情況分析存在問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施第56頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天交流內(nèi)容O3-BAC工藝簡(jiǎn)介1O3-BAC工藝調(diào)試與運(yùn)行2活性炭的特性及選型34不同工藝流程的比較分析第57頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天取水泵房預(yù)臭氧接觸池沉淀池石英砂濾池后臭氧接觸池下向流活性炭濾池清水庫(kù)出水臭氧生物活性炭工藝流程一不同工藝流程的比較分析傳統(tǒng)流程，炭濾池進(jìn)水水質(zhì)較好，具有生物泄露風(fēng)險(xiǎn)。第58頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天取水泵房預(yù)臭氧接觸池沉淀池后臭氧接觸池下向流活性炭濾池石英砂濾池清水庫(kù)出水不同工藝流程的比較分析臭氧生物活性炭工藝流程二改進(jìn)流程，生物安全性較高，但炭濾池運(yùn)行可能存在堵塞現(xiàn)象。第59頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同工藝流程的比較分析臭氧生物活性炭工藝流程二凈水廠(chǎng)處理規(guī)模（萬(wàn)m3/d)原水福州東南水廠(chǎng)15閩江下游上海徐涇水廠(chǎng)4淀浦河（已換成青草沙）上海閔行水廠(chǎng)60黃浦江杭州清泰水廠(chǎng)30錢(qián)塘江第60頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天某些微型動(dòng)物耐氯性較強(qiáng)，需要較大的CT值才能降低其活性甚至滅活；浮游微型動(dòng)物遷移能力較強(qiáng)，其活性較高的個(gè)體具有穿透砂濾池的風(fēng)險(xiǎn)；加氯滅活和砂濾攔截實(shí)現(xiàn)了對(duì)微型動(dòng)物的協(xié)同控制作用:砂濾可延長(zhǎng)加氯滅活的接觸時(shí)間,加氯滅活則通過(guò)降低微型動(dòng)物的遷移能力提高了砂濾攔截效果.加氯滅活與砂濾攔截的協(xié)同作用不同工藝流程的比較分析臭氧生物活性炭工藝流程二第61頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星