生物活性炭技术在水处理中的研究与应用

2016-02-12左玉俊

质量探索 2016年5期

关键词：含油工业废水滤液

左玉俊

天津新康水处理有限公司，天津 300130

生物活性炭技术在水处理中的研究与应用

左玉俊

天津新康水处理有限公司，天津 300130

与单独的生物法、活性炭法相比，生物活性炭技术的水处理能力明显提高，处理效果也较佳，目前已经被广泛应用到发达国家的污水再利用、工业废水处理、净化污染水源等项目中。本文分别从饮用水源处理、生活污水处理、工业废水处理三大方面深入研究生物活性炭技术在水处理中的应用，具有一定的参考价值。

生物活性炭技术；水处理；应用

1 引言

生物活性炭（BAC）技术最早起源于1972年，主要是利用粒状活性炭的孔隙结构、比表面积来吸附水中有机污染物，起到高效污水处理的效果。与单独的生物法、活性炭法相比，生物活性炭技术的水处理能力明显提高、处理效果也较佳，目前已经被广泛应用到发达国家的污水再利用、工业废水处理、净化污染水源等项目中，而我国也已经将生物活性炭技术纳入到水处理实践过程中。本文就生物活性炭技术在水处理中的研究与应用进行探讨。

2 生物活性炭技术在水处理中的应用

2．1 饮用水源处理

生物活性炭技术在饮用水源处理中应用，能够有效地改善感官指标、提高后续消毒功能、提高饮用水水质。生物活性炭基于生物吸附作用和生物降解作用的工作原理，可将饮用水中的微生物进行富集，也可将饮用水中的溶解性有机物予以快速吸附，与此同时，微生物也可通过吸附在生物活性炭表面的有机物来获得养分，也可再生20%-24%的活性炭。

2．2 生活污水处理

生物活性炭技术在生活污水处理中应用，能够有效地将非离子合成表面活性剂彻底去除。研究表明：当利用生物活性炭技术来高负荷处理生活污水时，处理效果通常较为稳定。Sehorder教授（德国学者）研究结果表明：城市生活污水中在用生物活性炭技术处理之后，水中的污染物去除率较高，远远优于烷基苯类化合物等极性化合物的去除效果，且无毒无害。上海宝钢(集团)公司一期工程所配套的生活污水处理项目（日处理能力1.05万吨）就采用了SBRO生物活性炭技术，处理效果较佳，备受好评。

2．3 工业废水处理

2.3.1 印染废水

众所周知，印染废水中必然会含有一定量的化学助剂、化学染料及其他物质，具有生化处理困难、COD含量高、废水色度高等一系列的特点，若综合处理流程采用“生物活性炭”+“酸化预处理”+“絮凝过滤”+“生化处理”，那么可基本达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)的要求。从目前来看，已经有多家工业废水处理企业采用了此类工艺，运行结果表明：无论是有机耗氧物，还是异味，亦或者出水色度，都能够达到相应标准，且持续稳定，应用效果较佳。当然，生物活性炭技术与其他工艺相互结合，也可对工业废水予以有效地处理。例如，由Canterbury大学（新西兰）与Belfas皇后大学（英国）联合开发的STR（生物活性炭搅拌池反应器），在处理印染废水的实践效果较佳，研究人员对单纯生物降解技术、生物活性炭技术、单纯活性炭吸附技术、生物砂床技术进行了平行实验，研究结果表明：第一，上述四种处理方法技术都能够对印染废水予以脱色。第二，单纯生物降解技术的应用效果要稍微低于生物砂床技术，主要原因在于生物砂床具有较高的生物增长率，能够有效地促进染料去除、生物吸附。第三，生物活性炭在反应初始阶段，其大孔和缝隙会被废水中的营养物完全阻塞，反应速率较低；但是一旦渡过了初始阶段，生物活性炭在“生物吸附+生物降解+活性炭吸附”的共同作用下，会明显提高其染料去除率。第四，高速搅拌STR（生物活性炭搅拌池反应器），那么明显降低固定床系统的吸附效率及粒状活性炭上的过剩生物量。

2.3.2 制药废水

制药废水具有固体悬浮物组分复杂、有机物种类多、有机

▲▲物色度深、固体悬浮物浓度高、有机物浓度高的特点，并且还存在着会对细菌生长、物质降解产生抑制作用的抗生素。有学者在对某制药厂生产络硝咪唑、氯苯胍车间的排放液进行处理时，采用厌氧生物活性炭流化床，试验结果表明：生物活性炭技术的出水稳定、耐冲击负荷大、留时短，能够去除掉80%以上的COD。比利时Gen大学采用BACOF（生物活性炭氧化过滤器系统）来对制药废水进行处理，处理结果表明：有70%以上的COD被去除，COD浓度在处理后低于25mg/L，且将鱼类放入到处理水中进行检测，发现没有慢性毒害的情况出现。

2.3.3 含油废水

含油废水的来源渠道较广，多来自于石油化工行业、机械行业、钢铁行业等，随着我国国民经济的快速发展，含油废水的排放量日益增加，如果不对其进行处理就直接排除，那么必然会导致出现水体生物死亡、水中缺氧等，对水体生态环境造成较大的污染。从目前来看，含油废水处理技术多采用凝聚技术、聚结技术、吸附技术等，但是这些处理技术属于单纯的物理化学处理技术，仅仅可以确保达标排放油类物质，不能保证达标排放好氧类有机污染物，这样一来，必然会对附近水域水质造成较大的影响。再加上大多含油废水都具有生化指标较低、水量波动幅度大的问题，若采用传统的生化处理工艺，那么必然会带来一系列操作问题、管理问题、运行问题。而生物活性炭技术恰好能够有效地解决这一问题，有学者研究表明：含油废水在被生物活性炭技术处理之后，处理效果明显要优于二级气浮工艺、颗粒活性炭工艺，油膜质量浓度小于5mg/L，水体中有53%的COD被去除，有80%-95%的油膜被去除。另外，也有学者深度处理石化企业排出的含油废水，处理工艺采取生物活性炭技术，处理结果表明：去除水体中污染物的效果较佳，有69.6%的COD被去除，并且出水COD、浊度、含油量、NHS-N、BOD等指标都明显要高于国家规定的回用水标准。

2.3.4 垃圾渗滤液

影响垃圾渗滤液性质的因素较多，但主要可以分为生物因素、化学因素、物理因素，通常而言，垃圾渗滤液的BOD含量为60-45000mg/L，COD含量为2000-62000mg/L，PH值处于4-9之间。垃圾渗滤液实质上是一种典型的高浓度有机废水，成分复杂，处理难度较大。若不加以有效处理而直接排出，那么环境污染问题必然会出现。如果能够在处理垃圾渗滤液的过程中，联合使用“生物活性炭技术”+“其他水处理工艺”，那么既能够确保可靠、稳定出水，又能够将其中的异味、色度和难降解物质统统去除，为污水达标处理提供有力的保障。