活性炭在微污染源水質處理技術中的應用分析

王文龍　潘凌臻

（浙江省臺州市監測中心站浙江臺州318000）

活性炭在微污染源水質處理技術中的應用分析

王文龍潘凌臻

（浙江省臺州市監測中心站浙江臺州318000）

目的：研究活性炭在為污染源水質處理技術中的應用效果。方法：選取以黃河水作為源水的A自來水廠作為研究對象，研究水樣均為經過常規處理的黃河水，通過舊碳、活性炭濾池等步驟分析探討研究活性炭在為污染源水質吃力技術中的應用效果。結果：生物活性炭濾池對CODMn、UV254、Chla、消毒副產物前體物等物質具有良好的去除效果。對CODMn的去除率為最低為15.8%，最高去除率為38.98%，其平均去除率為27%。對UV254的去除率為在25.4%至49.9%之間，去除率平均值達到37%。對Chla的去除率最低為24%，最高為100%，平均值達到54.7%,對消毒副產物前體物的去除率在20.5%～47.5%，平均去除率達到30.2%。結論：活性炭在為污染源水質處理技術中的應用效果較好，具有較高的推廣應用價值。

活性炭；微污染源水質；處理技術

活性炭不僅能夠有效去除水的臭味，而且能有效去除天然和合成溶解有機物，對于微污染物質有良好的處理效果。大多數的有機物分子、芳香族化合物、鹵代烴等可以吸附在活性炭表面，能夠牢固存在于孔隙中，同時，活性炭對腐殖質、低分子量有機物等物質均有顯著的去除作用。我國大部分城市水源具有不同程度的污染，常規工藝進行水源水處理不僅效果不明顯，而且會生成許多如三鹵甲烷類物質等有害物質。而活性炭具有處理效果優良、應用靈活、基建投資較低等因素受到人們關注，本次主要對活性炭在微污染源水質處理技術中的應用進行分析和探討。

1　實驗條件及實驗工藝

本次研究選取以黃河水作為源水的A自來水廠作為研究對象，研究水樣均為黃河水，并通過常規工藝進行處理。所收集的原水在pH 7.8～8.2，水溫在15℃左右。試驗持續3個月時間。本次研究中，設備選擇有機玻璃制作的柱子，內填舊碳，已經持續運行超過10個月。此外，還選取活性炭濾池，其運行參數如表1。

表1　生物活性炭濾池的運行參數

2　結果

2.1去除CODMn

即使原水CODMn高于3mg/L，通過生物活性炭濾池的處理，出水可以達到CODMn低于3mg/L的標準。即使本次試驗中生物活性炭濾池內活性炭是舊的生物炭，但該活性炭濾池去除CODMn的效果依然很明顯。生物活性炭濾池CODMn的去除率為最低為15.8%，最高去除率為38.98%，其平均去除率為27%。

2.2去除UV254

本次研究結果顯示，生物活性炭濾池對UV254的去除效果較好，去除率為在25.4%至49.9%之間，去除率平均值達到37%。

2.3去除藻類

研究結果顯示，生物活性炭濾池能夠有效去除總藻，去除率最低為24%，最高為100%，平均值達到54.7%,具有較高的去除率，尤其是原水總藻較高的情況下，依舊可以有效降低水中藻類。此外，生物活性炭濾池對Chla也具有良好的去除效果，其去除率最低為30%，最高為88.8%，去除率平均值達到66.5%，對Chla的平均去除效果相對優于對總藻的平均去除效果。這就表明，對藻類和Chla而言，可能具有不同的去除機制，這一部分則需要更深入研究。

2.4去除消毒副產物前體物

本次研究反映出生物活性炭濾池對三氯甲烷生成勢具有良好的去除效果，去除率在20.5%～47.5%，平均去除率達到30.2%。生物活性炭濾池去除三氯甲烷生成勢具有比較復雜的去除機理，在生物活性炭濾池內，可能會共同進行著生物氧化作用、生物過濾作用，同時通過活性炭的生物再生形成的吸附作用也可能發揮著去除三氯甲烷生成勢的效用。而其去除作用強度，不僅與進水水質特點、活性炭特質有關，而且與使用時間、濾池內水力停留時間等因素有直接聯系。除此之外，由于有機物的綜合性指標為三氯甲烷的前體物生成勢，反映出非常復雜的有機物成分，所以，在不相同的條件下，生物活性炭濾池對三氯甲烷生成勢的去除效果不相同，其去除機理也有可能不相同。

3　討論

3.1活性炭濾池對CODMn的去除效果

顆粒活性炭具有表面粗糙、孔隙率高、化學穩定性高等特點，其具有較大的表面積，可以為微生物提供較好的生長繁殖條件，對微生物附著和生長有利，因此生物氧化作用非常好。生物絮體如果附著生物量及活性炭間隙，就可以發揮較好的吸附及絮凝效果，較好的進行懸浮物的截留，對污染物的部分去除具有促進效果。不僅具有生物氧化和生物過濾作用，微生物經過對孔內吸附有機物的胞外酶降解微，來完成活性炭的生物再生,促進活性炭在達到飽，從而繼續少量吸附有機物。

3.2活性炭濾池對UV254的去除

在廢水中，木質素、腐殖質等有機物，以及各種芳香族有機物均為苯的衍生物，此外，這些有機物還是天然水體、污水二級處理出水等的主要有機物。通常采用UV254作其于水中含量的代替參數。波長在254nm以下，所存在的吸光度物質往往屬于大分子芳香族化合物，該種物質分子結構較為復雜，且生物降解性較差，因此要哦對這種物質進行去除，主要靠微生物通過吸附作用完成,且生物氧化作用較低。本次研究結果顯示，生物活性炭濾池對UV254的去除效果較好，去除率為在25.4%～49.9%，去除率平均值達到37%。在常規工藝處理中，去除大分子量的腐殖質、其它苯的衍生物具有良好的效果,而原水中以大分子量腐殖質、其它苯的衍生物為主。活性炭經常會吸附水中小分子量腐殖質，對其它苯的衍生物也具有良好的吸附效果。活性炭的吸附容量沒有達到飽和,也能夠發揮較好的吸附效果。活性炭表面粗糙，對于生物量的積累非常有利,所以生物活性炭濾池的生物氧化作用較低。

3.3生物活性炭濾池對藻類的去除

藻類去除率能是準確衡量除藻效果的關鍵性指標。由于藻類有葉綠體，不僅含有葉綠素、各類胡蘿卜素，同時具有葉黃素，可以進行光合作用。所有的藻類均含有葉綠素a，葉綠素a大約占藻體有機物干重的2%及以下。在進行光合作用時，葉綠素b、c、d會吸收光能，且均會向葉綠素a傳遞，所以通常將葉綠素a作為間接衡量藻類生物量的關鍵性指標。所以，不論是水樣處理前后，藻類監測通常采用兩種方法，（1）顯微計數，（2）葉綠素a(Chla)。通常情況下，生物處理去除藻類主要是通過生物膜吸附及附著、微生物氧化分解、顆粒間生物絮凝的截留、原生動物捕食等因素，但是以何種作用機理為主目前還沒有明確的結論。

3.4生物活性炭濾池對消毒副產物前體物的去除

氯化消毒一直在控制人類水生疾病方面起著關鍵性作用。近年來，相關研究證明，氯化消毒作為消毒劑消除致病菌，同時也會產生致癌的消毒副產物，其中以具有揮發性的三鹵甲烷為主，是最主要的消毒副產物。現階段，國內外對于生物活性炭濾池去除三鹵甲烷生成勢的研究較少，去除效果研究較少，對其去除原理的研究報道也不一致，需要進一步研究。

綜上所述，我國大部分城市水源具有不同程度的污染，常規工藝進行水源水處理不僅效果不明顯，而且會生成許多如三鹵甲烷類物質等有害物質。而活性炭具有處理效果優良、應用靈活、基建投資較低等因素受到人們關注，活性炭在處理微污染源水中的處理效果較好，具有較高的推廣應用價值。

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