生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC)法是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，具有占地面積小、設(shè)備投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、可連續(xù)運(yùn)行、處理效果好、污染小等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)嘗試在活性炭的表面培養(yǎng)微生物并使其呈膜狀附著于活性炭表面[9]。微生物的降解作用能夠去除活性炭吸附的有機(jī)物，使這些物質(zhì)占有的吸附位重新空出來，從而長時間保持活性炭的吸附能力。
    用絮凝吸附池代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝反應(yīng)池,在投加適宜化學(xué)混凝劑的同時,投加一定量生物污泥(可取自二級污水廠消化活性污泥,或從生活污水中分離培養(yǎng))，機(jī)械或鼓風(fēng)混合，在生物吸附絮凝和化學(xué)絮凝協(xié)同作用下，污水中懸浮狀、膠體狀和部分溶解性有機(jī)物粒子絮凝吸附進(jìn)入污泥絮體，出水在沉淀池固液分離，分離出的沉淀污泥經(jīng)短時曝氣活化，部分回流至絮凝吸附池再用。該工藝與傳統(tǒng)一級處理法相比，COD去除率可從30%提高到60～70%，SS（固體懸浮物）從45%提高至70%，BOD5和有機(jī)氮、TP（全磷）的去除率均有不同程度提高。
    微污染水，指微量和痕量有毒有害的有機(jī)污染物進(jìn)入水體后被污染的水。有機(jī)污染物是近十幾年來出現(xiàn)在給水處理技術(shù)中的術(shù)語，也是一個沒有嚴(yán)格界限的術(shù)語，主要包括各類可溶性有機(jī)物、氮以及鐵、錳等重金屬。
    1 微污染水的處理方法
    在我國，微污染水源的污染程度要比西方國家的高很多，處理難度也較大，處理方法分為常規(guī)處理和深度處理等。
    1.1 微污染水的分段處理
    1.1.1 常規(guī)處理
    包括混凝、沉淀、過濾和消毒。這種方法可以較好地去除水中的濁度、色度、懸浮物、膠體及病原菌，比較適合處理有機(jī)物含量較少的原水，而對有機(jī)物含量較多的微污染水卻顯得力不從心。
    1.1.2 深度處理
    包括臭氧氧化和活性炭吸附等。我們應(yīng)根據(jù)不同的水源水質(zhì)和出水水質(zhì)要求結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素確定合適的處理工藝。在此，主要討論微污染水深度處理技術(shù)中的一種：臭氧——生物活性炭技術(shù)。
    臭氧——生物活性炭技術(shù)因氧化性強(qiáng)、副產(chǎn)物少、吸附與降解效果顯著等特點(diǎn)日益受到重視并迅速推廣。目前這一技術(shù)已被越來越多國家實(shí)際應(yīng)用于污染水源凈化、城市污水再生回用作生活雜用水等方面。
    1.2 臭氧——生物活性炭技術(shù)工藝
    臭氧——生物活性炭工藝是活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒4種技術(shù)合為一體的工藝。
    該工藝一般設(shè)在砂濾之后。首先利用臭氧預(yù)氧化作用，初步氧化分解水中的有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)，降低生物活性炭濾池的有機(jī)負(fù)荷，同時臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，轉(zhuǎn)化成簡單的脂肪烴，改變其生化特性。臭氧本身的特性決定了臭氧化技術(shù)具有以下特點(diǎn)：①臭氧由于其氧化能力極強(qiáng)，可去除其他水處理工藝難以去除的物質(zhì);②臭氧化的反應(yīng)速度較快，從而可以減小反應(yīng)設(shè)備或構(gòu)筑物的體積;③剩余臭氧會迅速轉(zhuǎn)化為氧氣，既不產(chǎn)生二次污染，又能增加水中溶解氧;④在殺菌和殺滅病毒的同時，可除嗅、除味;⑤臭氧化有助于絮凝，可以改善沉淀效果。
    活性炭能夠迅速地吸附水中的溶解性有機(jī)物，同時也能富集微生物，使其表面能夠生長出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有機(jī)物為養(yǎng)料大量生長繁殖好氣菌，致使活性炭吸附的小分子有機(jī)物充分生物降解。
    臭氧——生物活性炭工藝主要針對微污染水中的有機(jī)物、氨氮、色度、濁度、嗅，能夠有效地去除水中的有機(jī)物和氨氮，使有機(jī)物濃度降低至700μg/L～1 600μg/L。氨氮濃度低于檢測限，對水中的無機(jī)還原性物質(zhì)、色度、濁度、嗅也有很好的去除效果，并且能有效降低出水致突變活性，保證再生水的安全。
    2 臭氧——生物活性炭技術(shù)的特點(diǎn)
    臭氧——生物活性炭工藝是在活性炭吸附的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，綜合了臭氧、活性炭兩者的優(yōu)點(diǎn)。臭氧具有極強(qiáng)的氧化能力，在水中氧化還原電位僅次于氟而居第二位。
    單獨(dú)使用臭氧，成本高，且水中可生物同化有機(jī)碳(AOC)增加，導(dǎo)致水的生物穩(wěn)定性變差;單獨(dú)使用活性炭，其吸附及微生物降解協(xié)同作用效果減弱，吸附的飽和周期縮短，為保持水質(zhì)目標(biāo)，必須經(jīng)常再生。臭氧——活性炭聯(lián)用工藝有效地克服了兩者單獨(dú)使用的局限性，又充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)點(diǎn)，使水質(zhì)處理效果大為改善。此外，采用臭氧——活性炭聯(lián)用工藝還能有效地降低AOC (生物可同化有機(jī)碳)值，使出水的生物穩(wěn)定性大為提高，活性炭上附著的微生物使其能長期保持活性，有效延長活性炭的再生周期。
    臭氧——活性炭的組合，使得水中溶解和膠體狀的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為較易生物降解的有機(jī)物，將某些分子量較高的腐殖質(zhì)氧化為分子量較低、易生物降解的物質(zhì)并成為炭床中微生物的養(yǎng)料來源。在炭床內(nèi)，有機(jī)物吸附在炭粒的表面和小孔隙中，微生物生長在炭粒表面的大孔中，通過細(xì)胞酶的作用將某些有機(jī)物降解，在吸附和生物降解的雙重作用下去除水中有機(jī)物。
    表1是微污染水與用臭氧——生活活性炭技術(shù)處理后水各項(xiàng)數(shù)據(jù)的對比(見表1)。
    大同煤礦集團(tuán)公司現(xiàn)有微污染水中氨氮含量15 mg/L～30 mg/L，使用臭氧——生物活性炭技術(shù)可使其降低到10 mg/L～20 mg/L，處理效果提高了30%以上，同時其他指標(biāo)亦可得到大大改善，提高其使用效率。
    3 結(jié)論
    目前我國大部分城市屬于缺水城市，如果能有效利用再生水，將會很大程度減少水資源浪費(fèi)，有利于我國節(jié)水型城市建設(shè)和城鎮(zhèn)水務(wù)市場化進(jìn)程的開展。我國部分城市受到不同程度污染的水源，在常規(guī)處理工藝技術(shù)不能有效解決的情況下，活性炭可作為飲用水深度處理、預(yù)處理的有效手段，對去除飲用水中有機(jī)物質(zhì)、改善水質(zhì)具有很大意義。在預(yù)處理方面，因新型吸附材料的發(fā)展，使吸附預(yù)處理具有較好的應(yīng)用前景;在深度處理方面，臭氧——生物活性炭技術(shù)已成為微污染水處理的主流工藝之一。
    水處理技術(shù)應(yīng)強(qiáng)調(diào)將物理、化學(xué)、生物等方法有機(jī)結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行水環(huán)境的綜合治理，以達(dá)到低成本下的佳去除效果。此外，要真正解決城市缺水問題，除加強(qiáng)水處理工藝技術(shù)的發(fā)展外，還應(yīng)加強(qiáng)源頭控制，并加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的宣傳，提高全民的環(huán)境保護(hù)意識。
    總結(jié)
    城市生活污水一級處理多采用物理、化學(xué)方法，只能去除污水中部分懸浮物，有機(jī)物及少量含磷化合物，目前研究方向是強(qiáng)化一級處理技術(shù)�；钚蕴康膽�(yīng)用尚未見于文獻(xiàn)報道，但粉狀或細(xì)粒狀活性炭作為生態(tài)濾池床層填充劑，理論上可捕獲、富集污水中的有機(jī)物和溶解氧，同時保持污泥層的疏松度，這些條件對生態(tài)濾池動物群的生存繁衍都有益。是否有應(yīng)用可能性，需與水處理工作者商榷。
    城市生活污水二級生化處理新技術(shù)研究和工藝開發(fā)是該領(lǐng)域活躍的部分，出現(xiàn)許多基于活性污泥法的技術(shù)改進(jìn)型式，目的是提高處理工藝的抗沖擊負(fù)荷能力，降低基建投資和運(yùn)行成本，提高出水水質(zhì)，避免污水對天然水體的污染。許多水處理工作者在新工藝開發(fā)中選擇活性炭這種功能性吸附劑進(jìn)行研究工作，結(jié)果證明，粉狀活性炭及小粒徑的粒狀活性炭在改善污泥沉降性能，大幅度縮短裝置啟動時間，提高出水水質(zhì)，降低出水毒性，提高裝置抗有機(jī)質(zhì)沖擊負(fù)荷性能，增強(qiáng)裝置單程處理能力等方面具特殊效果，一些研究成果已進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐。
    城市生活污水三級深度處理回用技術(shù)是我國北方干旱缺水城市未來的有效節(jié)水措施之一，而活性炭吸附過濾工藝因技術(shù)成熟、可再生使用、投資相對較低、處理效果優(yōu)良等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。生活污水深度處理可能是活性炭產(chǎn)品未來重要的應(yīng)用領(lǐng)域。

    《針對微污染臭氧—生物活性炭技術(shù)處理特點(diǎn)、技術(shù)生產(chǎn)工藝》源自：http://www.solberg-racing.com