飲用水深度處理活性炭工藝水質(zhì)安全性研究.pdf

1、飲用水水源的污染是全球范圍的主要問題之一，常規(guī)水處理工藝已經(jīng)難以應(yīng)對當(dāng)前嚴(yán)重的水體微污染問題，提供更加優(yōu)質(zhì)和安全的飲用水、更好地與國際飲用水標(biāo)準(zhǔn)接軌已迫在眉睫?；钚蕴考夹g(shù)以其顯著的優(yōu)勢已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)去除有機(jī)污染物最通用和有效的深度凈化技術(shù)之一?；钚蕴康奈阶饔煤托罘e在活性炭表面微生物的生物降解作用大大的提高了除污染效率，臭氧的使用強(qiáng)化了活性炭技術(shù)的吸附和生物降解作用。盡管如此，活性炭工藝出水的安全性并未受到很大關(guān)注，因為就生物安全性

2、來講，依然有諸多待解決和完善的內(nèi)容。 本研究旨在以活性炭技術(shù)為中心，對生物安全性的主導(dǎo)原因、影響因素、評價指標(biāo)等問題進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容包括：活性炭工藝進(jìn)出水中顆粒物的粒徑分布和變化規(guī)律；不同活性炭柱型及工藝出水中顆粒物的影響因素；活性炭工藝出水中炭粒的粒徑分布、變化規(guī)律和影響因素；炭菌分離技術(shù)的原理、操作條件、解絮劑的組合等；保障活性炭出水效果的前提下普通消毒劑對炭菌消毒的抑制作用，以及生物量、生物活性、顆粒物等對活性炭出水

3、中細(xì)菌總數(shù)的影響。 通過對活性炭工藝進(jìn)行的為期10個月左右的凈化效能考察表明，過濾周期內(nèi)砂濾池出水中粒徑大于21am顆粒物的數(shù)量平均為25個/mL，但有時仍會高于50個/mL，其粒徑主要分布在2～15μm之間，超出美國參考標(biāo)準(zhǔn)。砂濾池初濾水中粒徑大于21am顆粒物含量較高，前10min內(nèi)其數(shù)量高于50個/mL水平，活性炭柱運(yùn)行周期內(nèi)顆粒物呈現(xiàn)先下降后增長的趨勢，運(yùn)行初期和后期出水顆粒物會高于進(jìn)水，BAC出水顆粒物是進(jìn)水的3-6倍

4、，GAC出水顆粒物是進(jìn)水的2-5倍。顆粒物中以≤2岬最多，為顆?？倲?shù)的70％以上，2-5μm的顆粒物決定了出水的主要效果：活性炭進(jìn)出水顆粒物受溫度影響明顯，與水溫相關(guān)性較好，同時不同水溫下活性炭出水顆粒物一般比進(jìn)水高?；钚蕴窟M(jìn)水中的顆粒物對出水的顆粒物含量影響仍很大，相關(guān)系數(shù)平均在0.9以上；比較不同的反沖洗方式作用效果后發(fā)現(xiàn)，使用氣沖方式對小粒徑的顆粒物去除率很低，采用低強(qiáng)度長歷時的水反沖方式，出水顆粒物能夠維持在較低的水平上。

5、 活性炭柱出水中的炭粒粒徑主要分布于0.45-5μm，數(shù)量在400-600個/L之間。比較兩種活性炭柱的出水炭粒，認(rèn)為GAC與BAC出水的炭粒MPN基本相當(dāng)。通過對比炭柱相同運(yùn)行階段的出水情況可以看出，大于51μm的炭粒數(shù)量上差別不大，均在相同的數(shù)量級上，最大相差47個/L；而小于5μm的炭粒數(shù)量差別很大，炭粒數(shù)最大的差值將近100個/L。接觸時間和反沖洗方式對出水的炭粒影響較大，采用較長的接觸時間和低強(qiáng)度長歷時的反沖洗方式可以有效降

6、低出水炭粒數(shù)量。炭粒所占顆粒物的比例較小，≤2μm的炭粒只有顆粒物的1％以下，≥31μm的細(xì)小炭粒只占顆粒物的3％，炭粒數(shù)量不隨顆粒物增加而增加，但活性炭濾柱出水中的細(xì)菌多與細(xì)小炭粒一起流出。通過活性炭柱出水水質(zhì)分析，出水在200-300nm的有機(jī)物去除受炭型、柱型的影響較小，其中在254nm波長的有機(jī)物去除率較高，達(dá)到50％左右，出水有機(jī)物可能存在共軛雙鍵、苯環(huán)、羰基和共軛羰基存在。AOC和全毒性分析表明，活性炭出水中存在生物安全性的

7、威脅。常規(guī)指標(biāo)的檢測表明活性炭在滿足常規(guī)指標(biāo)的條件下，出水水質(zhì)并不能完全滿足出水安全。加氯消毒實驗表明，活性炭出水所需的消毒劑量為砂濾出水的2倍，說明活性炭出水中存在顆粒物對消毒劑有抑制作用。經(jīng)過微濾膜過濾的活性炭出水，對過濾前后及濾膜培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，活性炭出水中存在細(xì)小炭粒，其對消毒劑的抵抗作用明顯，0.8-5μm的炭菌消毒效率只有40％左右。比較生物量、生物活性和顆粒物濃度對出水細(xì)菌總數(shù)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，生物量對細(xì)菌總數(shù)的相關(guān)系數(shù)較高，生物