氧活性炭联用技术自1961年开始使用以来,在世界发达国家得到了广泛应用。其工艺流程见图1。 2、生物活性炭技术 生物活性炭技术是随着活性炭在饮用水处理中的大量使用而出现的,最早应用于德国的慕尼黑市Dohne水厂。中试和生产规模的应用分别在1977年和1978年开始。试验表明,采用预臭氧生物活性炭工艺后的出水要优于原有的预氯化活性炭吸附。这在欧洲其他一些国家的饮用水处理运行情况中也得到证实。采用生物活性炭技术后,与原先单独使用活性炭吸附工艺相比,出水水质得到提高,也增加了水中溶解性有机物的去除。从而降低了后氯化时的氯剂投加量,降低了三卤甲烷的生成量,而且延长了活性炭的再生周期,减少了运行费用。生物活性炭对有机物的作用机理,可看作是物理吸附和生物降解的简单组合。以粒状活性炭为载体富集水中的微生物而形成生物膜,通过生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物,同时生物膜能通过降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭,从而大大延长了活性炭的使用周期。使用该技术进行饮用水深度处理时,通常前提条件是应避免预氯化处理。否则微生物不能在活性炭上生长,也就失去了生物活性炭的生物氧化作用。
3、活性炭与超滤组合技术 超滤膜过滤饮用水深度净化工艺是近年发展起来的一种新兴工艺,其显著优点是能有效去除水中的病原菌(如贾第虫孢囊、隐孢子虫卵囊和大肠杆菌)。超滤膜对有机物的去除率取决于原水水质和膜孔的大小,在较大的范围内变化。在超滤膜的应用过程中,最重要的是膜阻塞和膜污染问题。水中的有机物、无机物、悬浮固体颗粒、微生物和胶体物质等,在膜表面和膜孔内累积将破坏膜的运行性能,并极大地缩短膜的使用寿命。活性炭与超滤膜的组合系统克服了单用任何一种处理手段时的弱点,如活性炭出水中常常含有一定量的细菌而影响出水的水质,超滤膜则存在膜阻塞和膜污染的问题。在组合系统中,利用活性炭对进水进行必要的前处理,如去除水中大部分的浊度、各种类型的有机化合物和色度。这些物质的去除为后续的膜过滤提供了必要的保障,从而缓解了膜阻塞和膜污染问题,延长了膜的使用寿命。用膜进行后处理有效地解决了出水中含有一定量细菌的问题,保障了出水水质。 除此之外,还有一些新兴技术,如:
光氧化技术 光氧化技术是利用在可见光或紫外光照射作用下进行的复杂反应。该技术的特点是具有极强的氧化能力,有机物去除效率高,对水中有机优先控制污染物如三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯苯及多氯联苯等也能有效进行分解。从上世纪80年代以来,对该技术的研究范围又扩大到饮用水深度处理领域,在饮用水深度净化方面具有良好的应用前景。目前该技术还处于实验室和中试阶段。
声空化技术 频率在15KHZ以上的超声波辐照溶液所引起的化学变化称之为超声空化效应。超起空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空化技术就是利用声解将水中有机物转化为CO2、H2O、无机离子和有机酸等成分。该技术具有少污染或无污染、设备简单等优点,同时还伴有杀菌消毒功效,是一种很有潜力的水处理技术。
吹脱技术 吹脱技术是使水作为不连续相与空气接触,利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异,将挥发性组分不断由液相扩散到气相中,达到去除挥发性有机物的目的。美国环境保护协会(USEPA)指定其为去除挥发性有机物最可行的技术(BAT)。
载银活性炭技术 载银活性炭技术就是在净水过程中,载银活性炭缓慢释放出微量的银离子。进入细菌体内而使其死亡,达到净化水质的目的。
从以上分析不难看出,各种饮用水深度处理方法的基本作用原理,无非是吸附、杀菌、氧化、生物降解和过滤等。随着水体污染日益严重,任何单一的净水方法都已不能满足人们对水质的要求,必须根据不同的水源水质采用既有效又经济的组合法。但是不管采用哪种方法,煤质活性炭吸附都是必不可少的重要手段。
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