CN107129029B - 生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，包含以下步骤：S1、反冲洗停止运行的生物活性炭池；S2、反冲洗结束后，运行生物活性炭池一段时间后关闭进出水阀门，并停止运行生物活性炭池，保持池内有效水深，使炭池内的活性炭保持浸泡状态；S3、保存上述生物活性炭池，并周期性对生物活性炭池进行换水；S4、经再次反冲洗后的生物活性炭池，即可以正常滤速再次投入运行。本发明操作流程简单，操作成本低，能够使炭层的生物量在保存30天后仍有原来生物量的80％以上；生物活性有原来生物活性的75％以上；且重新运行12h之内达到原有的净化效能，能够保障出水水质安全，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法

技术领域

本发明涉及一种水臭氧-生物活性炭深度处理技术，具体涉及一种饮用水处理中生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法。

背景技术

随着人们对水质要求的提高，常规工艺的局限性渐显，不能与现行的国家水质标准相适应，为保障出厂水水质，需要增加深度处理技术来确保水质达标。臭氧-生物活性炭深度处理工艺在除臭、脱色和去除微污染物质等方面具有明显优势，能够取得良好的净水效果，已经成为饮用水深度处理的主流技术并得到广泛应用，目前江苏省更是正在实施臭氧-生物活性炭工艺的全面覆盖。

但是在长江三角洲地区，部分长江水或湖库水的原水水质相对优良，常规工艺就能保障出厂水满足生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)。但是当原水发生突发性污染以及切换到水质相对较差的备用水源时，常规工艺的处理并不能够保证出厂水水质稳定达到生活饮用水卫生标准的要求，这时臭氧-生物活性炭工艺对保证出厂水水质达标至关重要。由于臭氧-生物活性炭工艺所带来的运行成本不容忽视，在寻求运行经济和出厂水达标的平衡下，对臭氧-生物活性炭工艺进行间歇性运行更为可行：即在原水水质优良，常规工艺可以保证水质达标的情况下对活性炭池进行微生物活性保持的停运，在原水发生污染或者切换到水质相对较差的备用水源时，开启臭氧-生物活性炭工艺保障出厂水水质。因此，在炭池停运期间，需寻求一种可行的炭池保存技术，能够有效保持炭层微生物的生物量及其生物活性，使炭池在重新运行时能够快速恢复到原有的净化效能。

现在水厂常用的炭池保存技术大多为放干或者浸泡保存，在活性炭工艺中，微生物作用是不可或缺的，对炭池进行放干，炭层中的微生物很快会死亡，不利于微生物的保存；而当炭池进行浸泡保存时，该方法对微生物生物量及活性的保持效果不理想，活性炭工艺重新运行时需要10-15天才能恢复到原有的净化效能。

因此有必要寻求一种更有效的保持炭层中微生物生物量及其活性的方法，当该工艺需要重新运行时，能够快速恢复到原有的净化效能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种。为了克服现有的保存技术不能够有效保持炭池内微生物生物量及其活性，重新运行时启动时间长的缺点，本发明提供了一种饮用水处理中生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物生物量及其活性有效保持的方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，包含以下步骤：

S1、当生物活性炭池停止运行时，首先对炭池进行反冲洗；

S2、反冲洗结束后，运行生物活性炭池一断时间后关闭进出水阀门，并停止运行生物活性炭池，保持池内有效水深，使炭池内的活性炭保持浸泡状态；

S3、保存上述生物活性炭池，并周期性对生物活性炭池进行换水；

S4、经再次反冲洗后的生物活性炭池，即可以正常滤速再次投入运行。

上述步骤S1中的反冲洗的方法为：先气冲3-5min，强度为13-17L/S·m²，后水冲6-8min，强度为7-9L/S·m²。

上述步骤S2中有效水深为0.8-1.2m。

上述步骤S2中运行生物活性炭池的时间为20-40min。

上述步骤S3中生物活性炭池的换水条件为：炭层水中溶解氧浓度≤6mg/L。

进一步优选的，炭层水中溶解氧浓度为3.5-4.5mg/L。

上述步骤S3中生物活性炭池的换水方法为：同时打开出水阀门，使砂滤池出水直接进入炭池，调节滤速至正常状态，并保持流速20-40min，完成后，同时关闭进出水阀门。

上述步骤S4中再次反冲洗的方法为：先气冲，时间3-5min，强度为6-8L/S·m²，后水冲，时间13-17min，强度7-9L/S·m²。

上述步骤S4中正常滤速为6-10m/h。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明操作流程简单，操作成本低，使用该方法对炭池进行保存，能够使炭层生物量在保存30天后仍有原来生物量的80％以上；

(2)使用该方法对炭池进行保存，能够使炭层生物活性在保存30天后仍有原来生物活性的75％以上；

(3)本发明能够使生物活性炭工艺在保存后重新运行时在12之内达到原有的净化效能，并能够更好的保障出水水质的安全。

附图说明

图1为本发明的炭层水溶解氧浓度为4mg/L时换水的生物活性炭滤池重新运行时的净化效能图。

图2为本发明的不同反冲洗方式对生物活性炭池重新运行时净化效能的影响对比图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1

本实施例以江苏某水厂的生物活性炭池为试验对象，该水厂臭氧-生物活性炭池正常运行时滤速为8m/h，该工艺对有机物(以COD_Mn计)的平均去除率为40.74％。

当生物活性炭滤池停止运行时，首先对炭池进行反冲洗，具体参数为：先气冲4min，强度为15L/S·m²，后水冲7min，强度为8L/S·m²；

反冲洗结束后，使砂滤池出水直接进入炭池，按滤速8m/h运行该工艺30min后关闭进出水阀门，使活性炭池停止运行，并保持炭池有效水深1m，使炭滤池内填料保持浸泡状态；

在活性炭池浸泡保存期间，周期性对活性炭池内进行换水，换水周期根据炭层水中的溶解氧浓度确定，当炭层水中溶解氧浓度下降到3.5-4.5mg/L时对炭池内的水进行置换，具体换水操作方法为：同时打开活性炭池进出水阀门，调节滤速为8m/h，保持此流速30分钟，完成对炭池内水的置换后，同时关闭进出水阀门；

对原有的反冲洗方式加以调整，具体参数为：先气冲，时间4min，强度为7L/S·m²，后水冲，时间15min，强度8L/S·m²，当活性炭池重新运行时，对活性炭池进行反冲洗后投入运行，运行流速直接恢复到正常状态，即8m/h。此次对炭池的保存时间为30天。

效果检测：

1、该保存方式对炭层原有生物量的保存效果，分别取保存前后炭池中上、中、下层的活性炭，应用脂磷法进行测定生物量，以nmol P/cm³炭表示，用上、中、下层生物量的平均值表示最终结果；

2)该保存方式对炭层原有生物活性炭的保存效果，分别取保存前后炭池中上、中、下层的活性炭，应用耗氧速率法进行测定生物生物活性炭，以O₂/g炭·h表示，用上、中、下层生物活性的平均值表示最终结果；

3)运用该方法对炭池保存后，炭池重新运行的效果，测定该工艺在重新运行后对有机物(以COD_Mn计)去除效能。

本实例共进行3组对照，对照组为仅对生物活性炭池采取浸泡保存，不对炭池进行换水处理。

保存前后生物量取炭床的上、中、下层生物量平均值，结果见下表1；重新运行时对有机物的去除率取三组炭池的平均值，结果如图1所示。

表1实施例1中炭池内生物量的保存效果

从表1可以看出，经历30天的保存后，当对炭池周期换水时，炭池保存后炭层中的生物量能够维持在原本生物量的80％以上，而当炭池采取浸泡保存时，保存后炭层中的生物量均未达到原有生物量的50％。说明周期换水的保存方式能够有效维持炭层中的生物量。

表2实施例1中炭池内生物活性炭的保存效果

从表2可以看出，经历30天的保存后，当对炭池周期换水时，炭池保存后炭层中的生物活性能够维持在原本生物活性炭的75％以上，而当炭池采取浸泡保存时，保存后炭层中的生物活性均未达到原有生物活性的40％。说明周期换水的保存方式能够有效维持炭层中的生物活性。

从图1，溶解氧浓度为4mg/L时换水的生物活性炭滤池重新运行时净化效能图中可以看出，经历30天的保存后，当炭池采用周期换水的保存方式时，该工艺重新运行12h时，该工艺对有机物的净化效能已经达到39.99％，恢复到原有的净化效能；而当炭池采取浸泡保存时，该工艺重新运行时的净化效能明显较低，运行48h后对有机物的净化效能也仅有30.47％。说明周期换水的保存方式能够使该工艺重新运行时快速恢复到原有的净化效能。

实施例2

实施例1中的换水周期由炭层中的溶解氧浓度确定，实施例2与实施例1的区别在于，将换水时的溶解氧浓度分别设置为4.5-5.5mg/L、3.5-4.5mg/L、2.5-3.5mg/L、1.5-2.5mg/L，保存时间30天，结果见表3和表4。

表3不同换水临界值对炭层生物量保持效果的影响

从表3中可见，换水时的溶解氧浓度越小，炭层中生物量的维持效果越差，当换水时溶解氧浓度小于3.5mg/L时，生物量保持效果明显变差，保存后生物量占原本生物量的百分比已不到70％。因此确定换水时溶解氧浓度为3.5-4.5mg/L，对炭层微生物量的维持最经济高效，能够维持原有生物量的80％以上。

表4不同换水临界值对炭层生物活性保持效果的影响

从表4中可见，换水时的溶解氧浓度越小，炭层中生物活性的维持效果越差，当换水时溶解氧浓度小于3.5mg/L时，生物活性保持效果明显变差，保存后生物活性占原本生物活性的百分比已不到60％。因此确定换水时溶解氧浓度为3.5-4.5mg/L，对炭层微生物活性的维持最经济高效，能够维持原有生物活性的75％以上。

实施例3

与实施例1的区别在于，当活性炭池重新运行时，采用两种不同的反冲洗方式。

方式1：先气冲，时间4min，强度为7L/S·m2，后水冲，时间15min，强度8L/S·m2；

方式2：先气冲4min，强度为15L/S·m2，后水冲7min，强度为8L/S·m2。考察不同反冲洗方式对该工艺重新运行净化效能的影响，结果见图2。

从图2可知，对比两种反冲洗方式对生物活性炭滤池重新运行时净化效能的影响，当采用方式1时，该工艺在重新运行时的净化效能明显要高。当采用方式2时，该工艺重新运行后的净化效能随着运行时间的增加而增加，但并不能快速达到原有的净化效能。经过保存后，炭层中的生物量、生物活性均有所下降，如反冲洗方式仍采用原有的气冲强度，会造成生物量的大量损失，从而减弱该工艺重新运行时的净化效能，此时减少重新运行时反冲洗的气冲强度更有利于该工艺重新运行时净化效能的恢复。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、当生物活性炭池停止运行时，首先对炭池进行反冲洗；

S2、反冲洗结束后，运行生物活性炭池一段时间后关闭进出水阀门，并停止运行生物活性炭池，保持池内有效水深，使炭池内的活性炭保持浸泡状态；

S3、保存上述生物活性炭池，并周期性对生物活性炭池进行换水；

S4、经再次反冲洗后的生物活性炭池，即可以正常滤速再次投入运行；

所述步骤S3中生物活性炭池的换水条件为：炭层水中溶解氧浓度≤6mg/L。

2.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S1中的反冲洗的方法为：先气冲3-5min，强度为13-17L/S·m²，后水冲6-8min，强度为7-9L/S·m²。

3.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S2中有效水深为0.8-1.2m。

4.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S2中运行生物活性炭池的时间为20-40min。

5.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S3中生物活性炭池的换水条件为：炭层水中溶解氧浓度为3.5-4.5mg/L。

6.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S3中生物活性炭池的换水方法为：同时打开进出水阀门，使砂滤池出水直接进入炭池，调节滤速至正常状态，并保持流速20-40min，完成后，同时关闭进出水阀门。

7.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S4中再次反冲洗的方法为：先气冲，时间3-5min，强度为6-8L/S·m²，后水冲，时间13-17min，强度7-9L/S·m²。

8.根据权利要求1所述的生物活性炭池间歇运行条件下炭层微生物活性的保持方法，其特征在于，所述步骤S4中正常滤速为6-10m/h。

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