合肥市柱状活性炭水处理应用技术介绍

在运行初期生物膜尚未形成之时，柱状活性炭滤池就对有机物有着非常理想的去除效率，随着净化过程的不断进行，炭上生物量逐渐增加，最后达到某一相对稳定数值。这时炭床的物理吸附和生物膜的生物降解共同负担着对有机物的去除，影响柱状活性炭池的因素较多，下面选择主要部分进行说明。

1、        柱状活性炭抵御毒害的能力很强：

柱状活性炭具有发达的微孔结构和巨大的比表面积，具有良好的吸附能和化学稳定性，可耐碱、高温和高压以及不易破碎，流体阻力小等特点。柱状活性炭对无机离子的去除，主要通过静电作用实现，离子的大小将是影响吸附效果的主要因素，柱状活性炭对有机物的吸附能力与有机物性质和柱状活性炭本身的微孔结构有关，二者之间的作用是范德华力中的色散力起决定作用。柱状活性炭的表面分子与被吸附的有机物分子之间不发生电子转移，不形成化学键。

作为滤料的柱状活性炭滤池中的作用是过滤介质和生物膜的载体，是滤池主要功能实现的物质基础，载体的性质是生物膜形成的主要影响因素。当载体表面带电，疏水性强，孔隙率高、粗糙度大时，容易挂膜；当载体比表面积大、浓度高时，所固着生物量多。微生物附着在载体上后，其生物活性受到影响，这一现象由Zobel于1943年发现。Hattori、Audic、Klein等都证明了这一点。Feltch、Klein和Ziehr认为细胞生理活性发生了改变。Dagostine发现微生物在载体表面发生了基因变异，但Rittmanm.Manem等则认为载体表面对微生物本身的活性没有直接影响，微生物活性的变化主要是由于载体的间接影响。这表明现在柱状活性炭载体具有吸附性，在贫基条件下它对基质的吸附使生物膜周围基质浓度增高，促使微生物的增长，提高其降解能力；形成生物膜后。微生物受反应器水力条件影响较小，更容易保留在反应器中使柱状活性炭载体表面生物增多。Marshall认为柱状活性炭吸附能够改变微生物的生物学形态。在高水力负荷下炭滤池池中发现杆菌的表面形态变粗了，从而更有利于吸附。还有研究表明，吸附能改变微生物的生理性质。例如吸附会刺激胞外多聚物的产生，这有利于微生物的附着和恶劣环境下抵御毒害的能力。

柱状活性炭比表面积、比孔容积孔径分布等性质反映了多孔为特性的柱状活性炭孔隙的结构情况是决定柱状活性炭吸附能力的基础性指标。通过一种柱状活性炭

的孔径分布情况就能判断其对大分子形式或小分子形式吸附性质是否具有较好的吸附能力。通常认为比表面积、碘值、亚甲蓝吸附值等指标高的柱状活性炭就是吸附性能好的柱状活性炭，习惯上都根据这些指标来选择水处理用柱状活性炭。

2、 柱状活性炭滤池生产运行参数

柱状活性炭滤池生产运行参数主要包括炭床高度、空床接触时间、反冲洗周期和方式以及水力负荷等指标。张金松等对同一滤床的不同取样出口水进行测定发现，生物柱状活性炭的处理效果只与吸附时间有关，在相同的吸附时间下处理效果与滤速没有相关性。孙昕等在深圳大涌水厂做过中试试验研究，其工艺流程为：预臭氧氧化＋混凝沉淀过滤＋臭氧－生物柱状活性炭。

柱状活性炭主要探讨炭床厚度和空床接触时间对生物柱状活性炭净水效果的影响，结果表明，在其所控制条件下，炭床厚度和运行滤速的影响相对较小。生物柱状活性炭的空床接触时间（EBCT）才是影响其净水效果的决定因素，且主要影响有机物和藻类的去除，但炭床厚度大就会反冲洗提出更高的要求，因此吸附时间作为柱状活性炭固定床吸附系统设计的优先控制参数。

随着柱状活性炭滤池运行时间的延长，炭粒表面和滤床积累的生物颗粒和非生物颗粒不断增加，使炭粒空隙减少而过量的生物膜又将严重影响滤池的出水水质及时有效的反冲洗对保证生物柱状活性炭滤池的正常运行十分重要。目前，对生物滤池反冲洗过程中的颗粒脱附机理进行一定的研究，但在实际生产运行中反冲洗的具体操作程序及相关参数的选取的报道较少而这些又恰恰是指导生产实际所必须解决的重要问题。