臭氧-生物活性炭工藝是將臭氧化學(xué)氧化、臭氧滅菌消毒、活性炭物理化學(xué)吸附、生物降解四種技術(shù)結(jié)合為一體的工藝,即在傳統(tǒng)水處理工藝的基礎(chǔ)上,以預(yù)臭氧氧化代替預(yù)氯化,生物活性炭濾池設(shè)在快濾池之后。首先,使水中的有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)在預(yù)氧化作用下初步氧化分解,以減輕生物活性炭濾池的有機(jī)負(fù)荷,同時(shí)臭氧能將水中難以生物降解的有機(jī)物氧化斷鏈、開(kāi)環(huán),將大分子有機(jī)物氧化為小分子有機(jī)物,提高原水中有機(jī)物的可生化性和可吸附性,從而降低活性炭床的有機(jī)負(fù)荷,延長(zhǎng)活性炭的使用壽命。
另外,由于臭氧在水中自行分解為氧,活性炭柱進(jìn)水含有較高濃度的溶解氧,為好氧微生物提供了很好的氧環(huán)境,而且活性炭表面吸附的有機(jī)物又為好氧微生物提供了養(yǎng)料,有機(jī)物因被轉(zhuǎn)化為二氧化碳和生物量而被去除,從而在一定程度上使活性炭再生,即大大地延長(zhǎng)了活性炭的使用壽命和再生周期。
經(jīng)過(guò)臭氧處理后進(jìn)行活性炭處理主要有三個(gè)好處:
1、破壞水中殘余臭氧,一般發(fā)生在初期炭層的幾厘米處;
2、通過(guò)吸附去除化合物或臭氧副產(chǎn)物;
3、通過(guò)活性炭表面細(xì)菌的生物活動(dòng)降解物質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)研究表明,在活性炭處理過(guò)程中,同時(shí)發(fā)生快速吸附、慢速吸附和生物作用。臭氧-生物活性炭工藝運(yùn)行之初,活性炭具有較大的吸附容量,起主要作用的是快速吸附,既可以吸附小分子物質(zhì),也可以吸附非生物降解的大分子有機(jī)物。隨著過(guò)濾器吸附能力飽和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng),大量的有機(jī)物積累在活性炭表面,活性炭的吸附容量逐漸減少,吸附速度也隨之下降,以慢速吸附為主,與此同時(shí)生物活動(dòng)開(kāi)始,并逐步達(dá)到生物吸附平衡,大約要運(yùn)行5-20天的時(shí)間,活性炭表面才會(huì)出現(xiàn)明顯的生物活性。
在臭氧-生物活性炭法進(jìn)行水處理的過(guò)程中,臭氧與生物活性炭?jī)烧叩淖饔檬腔パa(bǔ)的。臭氧與有機(jī)物的主要反應(yīng)是破壞碳化物的雙鍵產(chǎn)生酮和醛,這些產(chǎn)物是管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌的養(yǎng)料,如果在處理過(guò)程中沒(méi)有去除這些養(yǎng)料,細(xì)菌就會(huì)在管網(wǎng)中迅速滋生。為了避免這種現(xiàn)象,可以采用適當(dāng)?shù)纳锾幚,如:活性炭或慢濾池,利用濾料表面的細(xì)菌將這類(lèi)化合物降解去除;也可以在處理廠出水前投加少量氧化劑,如:Cl2、ClO2等,如果沒(méi)有活性炭這種生物過(guò)濾器,就需要增加這類(lèi)氧化劑的投加量。但絕大部分可溶有機(jī)物被活性炭上的生物去除后,則大大減少了這類(lèi)氧化劑的投加量,這也同時(shí)降低了新的氣味和色度的污染問(wèn)題?筛鶕(jù)檢測(cè)管網(wǎng)的細(xì)菌量來(lái)不斷調(diào)整臭氧的投加量,使加氯量降低50%。