CN108217974A - 一种生物活性炭滤池的制备方法 - Google Patents

一种生物活性炭滤池的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物活性炭滤池的制备方法，包括试验工艺流程为：预臭氧化+混凝、沉淀、过滤+臭氧‑生物活性炭，常规处理工艺参数基本恒定，即处理水量3～3.5m3/h，混合时间6～6.5s，反应时间23.2～19.9min，沉淀池清水区上升流速1.39～1.62mm/s、斜管内上升流速1.60～1.87mm/s，滤池滤速6.49～7.57m/h，混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右，即得生物活性炭滤池，其检测方法包含：氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、异养菌、脱氢酶活性；其优点是：目的为去除自来水厂炭滤池进水中的有机物污染物和水质净化，通过生物活性炭滤池的工艺相比其他污水深度处理工艺，设备简单，占地少，运行方便。

Description

一种生物活性炭滤池的制备方法
技术领域
本发明涉及一种污水检测处理技术，尤其是涉及一种生物活性炭滤池的制备方法。
背景技术
随着水源污染的日益严重，为了克服常规处理工艺的不足，满足不断提高的饮用水水质标准，对常规处理工艺出水再进行深度净化将成为自来水厂的选择之一。生物活性炭技术能有效去除水中有机物(尤其是可生物降解部分)和嗅味等，从而提高饮用水化学和微生物安全性，目前它已作为自来水深度净化的一个重要途径而被水工业界重视，我国大部分城镇饮用水源受到有机污染物污染(如杀虫剂、三氯甲烷等)，这些有机物中，很多对人体有“三致”(致癌、致畸、致突变)作用，我国最新实施的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中，针对该类有机污染物的控制指标高达53项。传统的絮凝沉淀+砂滤工艺对该类污染物的去除效果非常低，越来越多的水厂开始采用臭氧-活性炭工艺对传统工艺中的砂滤出水进行进一步处理，以去除水中的有机污染物。臭氧-活性炭联用技术可以有化学氧化、物理吹附与生物降解三方面的作用，同时还有活性炭介质的过滤作用，能有效的去除有机污染物、脱色、除味、除浊，是目前在国际上最常用、最成熟的去除有机物的技术。目前对于环境中新兴的痕量有机污染物的有效去除成为了研究的热点和难点，这类污染物具有化学结构复杂、持久性、难于降解的特点，在环境中的含量通常在μg/L或更低。
传统的下向流活性炭滤池前如采用臭氧氧化工艺，活性炭滤池进水中会残余一定量的臭氧，这些臭氧会释放到滤池上部的空气中，从而对环境和人体健康带来危害，也为操作人员对滤池的操作和维护等带来障碍。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种生物活性炭滤池的制备方法，目的为去除自来水厂炭滤池进水中的有机物污染物和水质净化，通过生物活性炭滤池的工艺相比其他污水深度处理工艺，设备简单，占地少，运行方便。
本发明的技术方案概述如下：
一种生物活性炭滤池的制备方法，包括试验工艺流程为：预臭氧化+混凝、沉淀、过滤+臭氧-生物活性炭，其中，
活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm，高度为4.92m，内部均分两格，采用小阻力配水系统，装填ZJ-15型柱状活性炭，该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g，生物活性炭滤池采用下向流型式，滤池采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲，反冲洗周期为7天。
所述臭氧接触池分为五个池，有效水深为6，其中以空气为气源、自来水为冷却介质，预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为4.5min和1.5mg/L左右，水在塔内流速为40m/h左右，主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为16min和2.0mg/L左右，水在塔内流速为22m/h左右，气水逆流接触，臭氧最大投加量为3mg/L。
试验期间，常规处理工艺参数基本恒定，即处理水量3～3.5m3/h，混合时间6～6.5s，反应时间23.2～19.9min，沉淀池清水区上升流速1.39～1.62mm/s、斜管内上升流速1.60～1.87mm/s，滤池滤速6.49～7.57m/h，混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右，即得生物活性炭滤池。
所述生物活性炭滤池运行检测方法包含：氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、异养菌、脱氢酶活性几个生物指标。
氨化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的蛋白胨氨化培养基培养中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用纳试试剂检查培养液有无铵态氮；
硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用二苯胺试剂检查培养液有无硝酸盐；
亚硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用格里斯试剂检查培养液有无亚硝酸盐；
异养菌：本方法采用平皿计数法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌培养皿中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后按照菌落计数方法计数；
脱氢酶活性：脱氢酶的活性可以反应处理体系内活性微生物量以及其对有机物的降解活性，以评价降解性能，利用TTC作为人为受氢体，无色的TTC受氢后变成红色的TF(三苯基甲月替)，根据红色的深浅，测出相应的吸光度，从而计算TF的生成量，求出脱氢酶的活性。
优选的是，所述臭氧接触池分为三段式，各段臭氧化空气投加比率为3：2：1，活性炭滤池炭层高度为2.5m，EBCT为15min，一般每三到四天反冲洗一次，采用气水联合反冲洗，一般先气水联合反冲4min，然后用水反冲10min，其运行经验证明臭氧一生物活性炭滤池工艺不仅有效的去除了霉味的问题，还可以有效的减低氨氮浓度。
优选的是，所述活性炭滤池采用V型滤池形式，滤速9.9m/h，炭床厚度为2m，空床停留时间为12min，双排布置，每组5格，共10格，分设于管廊二侧，单格过滤面积158M3，滤料采用四种不同活性炭，活性炭的选择标准根据中试规模试验确定，在安全制水的同时可考察不同活性炭对污染物的去除效能差别。
优选的是，所述试验期间水温较高(26～31℃，平均29℃)，生物活性炭滤池采用自然挂膜，生物膜成熟时间约15天，通过在于无亚硝酸盐波动和脱氢酶的活性、水力冲刷导致炭粒表面的生物膜和炭粉脱落。
本发明的有益效果是：该生物活性炭滤池的制备方法,生物活性炭滤池的制备方法，通过活性炭的选择标准根据中试规模试验确定，在安全制水的同时可考察不同活性炭对污染物的去除效能差别，不但可以降解目标污染物也可以降解生物活性炭本体已吸附的有机物，提高了污染物的去除效率，采用气水联合反冲洗，一般先气水联合反冲4min，然后用水反冲10min，其运行经验证明臭氧一生物活性炭滤池工艺不仅有效的去除了霉味的问题，还可以有效的减低氨氮浓度，其中出水水质好，提高了活性炭的生物吸附负荷，无需进行活性炭的再生，从而降低了处理的运行费用，利用活性炭表面生长微生物的生物降解作用.完成对水中有机污染物的有效去除，它集臭氧氧化、杀菌消毒、活性炭物理吸附和微生物生物氧化作用为一体，具有广泛的发展和应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种生物活性炭滤池的制备方法，包括试验工艺流程为：预臭氧化+混凝、沉淀、过滤+臭氧-生物活性炭，其中，
活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm，高度为4.92m，内部均分两格，采用小阻力配水系统，装填ZJ-15型柱状活性炭，该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g，生物活性炭滤池采用下向流型式，滤池采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲，反冲洗周期为7天。
臭氧接触池分为五个池，有效水深为6，其中以空气为气源、自来水为冷却介质，预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为4.5min和1.5mg/L左右，水在塔内流速为40m/h左右，主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为16min和2.0mg/L左右，水在塔内流速为22m/h左右，气水逆流接触，臭氧最大投加量为3mg/L。
试验期间，常规处理工艺参数基本恒定，即处理水量3～3.5m3/h，混合时间6～6.5s，反应时间23.2～19.9min，沉淀池清水区上升流速1.39～1.62mm/s、斜管内上升流速1.60～1.87mm/s，滤池滤速6.49～7.57m/h，混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右，即得生物活性炭滤池。
生物活性炭滤池运行检测方法包含：氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、异养菌、脱氢酶活性几个生物指标。
氨化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的蛋白胨氨化培养基培养中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用纳试试剂检查培养液有无铵态氮；
硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用二苯胺试剂检查培养液有无硝酸盐；
亚硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用格里斯试剂检查培养液有无亚硝酸盐；
异养菌：本方法采用平皿计数法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌培养皿中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后按照菌落计数方法计数；
脱氢酶活性：脱氢酶的活性可以反应处理体系内活性微生物量以及其对有机物的降解活性，以评价降解性能。利用TTC作为人为受氢体，无色的TTC受氢后变成红色的TF(三苯基甲月替)，根据红色的深浅，测出相应的吸光度，从而计算TF的生成量，求出脱氢酶的活性。
其中臭氧接触池分为三段式，各段臭氧化空气投加比率为3：2：1，活性炭滤池炭层高度为2.5m，EBCT为15min，一般每三到四天反冲洗一次，采用气水联合反冲洗，一般先气水联合反冲4min，然后用水反冲10min，其运行经验证明臭氧一生物活性炭滤池工艺不仅有效的去除了霉味的问题，还可以有效的减低氨氮浓度。
通过活性炭滤池采用V型滤池形式，滤速9.9m/h，炭床厚度为2m，空床停留时间为12min，双排布置，每组5格，共10格，分设于管廊二侧，单格过滤面积158M3，滤料采用四种不同活性炭，活性炭的选择标准根据中试规模试验确定，在安全制水的同时可考察不同活性炭对污染物的去除效能差别。
并且通过试验期间水温较高(26～31℃，平均29℃)，生物活性炭滤池采用自然挂膜，生物膜成熟时间约15天，通过在于无亚硝酸盐波动和脱氢酶的活性、水力冲刷导致炭粒表面的生物膜和炭粉脱落。
实施例1：该生物活性炭滤池的制备方法，常规处理工艺参数基本恒定，即处理水量3～3.5m3/h，混合时间6～6.5s，反应时间23.2～19.9min，沉淀池清水区上升流速1.39～1.62mm/s、斜管内上升流速1.60～1.87mm/s，滤池滤速6.49～7.57m/h，混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右，即得生物活性炭滤池，生物活性炭滤池运行检测方法包含：氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、异养菌、脱氢酶活性几个生物指标，氨化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的蛋白胨氨化培养基培养中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用纳试试剂检查培养液有无铵态氮；硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用二苯胺试剂检查培养液有无硝酸盐；亚硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用格里斯试剂检查培养液有无亚硝酸盐；异养菌：本方法采用平皿计数法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌培养皿中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养7d，培养期满后按照菌落计数方法计数；脱氢酶活性：脱氢酶的活性可以反应处理体系内活性微生物量以及其对有机物的降解活性，以评价降解性能，利用TTC作为人为受氢体，无色的TTC受氢后变成红色的TF(三苯基甲月替)，根据红色的深浅，测出相应的吸光度，从而计算TF的生成量，求出脱氢酶的活性。
实施例2：该生物活性炭滤池的制备方法，常规处理工艺参数基本恒定，即处理水量4～5.5m3/h，混合时间6～7.5s，反应时间20～22min，沉淀池清水区上升流速1.03～1.09mm/s、斜管内上升流速1.80～2.07mm/s，滤池滤速6.49～8.50m/h，混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右，即得生物活性炭滤池，生物活性炭滤池运行检测方法包含：氨化细菌、亚硝化细菌、异养菌、脱氢酶活性几个生物指标，氨化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的蛋白胨氨化培养基培养中，置于(20±1)℃生化培养箱中培养10d，培养期满后用纳试试剂检查培养液有无铵态氮；亚硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用12倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于(22±1)℃生化培养箱中培养8d，培养期满后用格里斯试剂检查培养液有无亚硝酸盐；异养菌：本方法采用平皿计数法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌培养皿中，置于(28±1)℃生化培养箱中培养8d，培养期满后按照菌落计数方法计数；脱氢酶活性：脱氢酶的活性可以反应处理体系内活性微生物量以及其对有机物的降解活性，以评价降解性能，利用TTC作为人为受氢体，无色的TTC受氢后变色TF(三苯基甲月替)，根据颜色的深浅，测出相应的吸光度，从而计算TF的生成量，求出脱氢酶的活性。
本发明的有益效果是：该生物活性炭滤池的制备方法，通过活性炭的选择标准根据中试规模试验确定，在安全制水的同时可考察不同活性炭对污染物的去除效能差别，不但可以降解目标污染物也可以降解生物活性炭本体已吸附的有机物，提高了污染物的去除效率，采用气水联合反冲洗，一般先气水联合反冲4min，然后用水反冲10min，其运行经验证明臭氧一生物活性炭滤池工艺不仅有效的去除了霉味的问题，还可以有效的减低氨氮浓度，其中出水水质好，提高了活性炭的生物吸附负荷，无需进行活性炭的再生，从而降低了处理的运行费用，利用活性炭表面生长微生物的生物降解作用.完成对水中有机污染物的有效去除，它集臭氧氧化、杀菌消毒、活性炭物理吸附和微生物生物氧化作用为一体，具有广泛的发展和应用价值。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出的实施例。

Claims (4)

1.一种生物活性炭滤池的制备方法，其特征在于，包括试验工艺流程为：预臭氧化+混凝、沉淀、过滤+臭氧-生物活性炭，其中，
活性炭滤池横截断面尺寸为500×500mm，高度为4.92m，内部均分两格，采用小阻力配水系统，装填ZJ-15型柱状活性炭，该炭碘值和亚甲兰吸附值分别为961和187mg/g，生物活性炭滤池采用下向流型式，滤池采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗、再以未加氯的砂滤出水反冲，反冲洗周期为7天；
所述臭氧接触池分为五个池，有效水深为6，其中以空气为气源、自来水为冷却介质，预臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为4.5min和1.5mg/L左右，水在塔内流速为40m/h左右，主臭氧化的臭氧接触时间和投加量分别为16min和2.0mg/L左右，水在塔内流速为22m/h左右，气水逆流接触，臭氧最大投加量为3mg/L；
试验期间，常规处理工艺参数基本恒定，即处理水量3～3.5m3/h，混合时间6～6.5s，反应时间23.2～19.9min，沉淀池清水区上升流速1.39～1.62mm/s、斜管内上升流速 1.60～1.87mm/s，滤池滤速 6.49～7.57m/h，混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5mg/L和6mg/L左右，即得生物活性炭滤池；
所述生物活性炭滤池运行检测方法包含：氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、异养菌、脱氢酶活性几个生物指标；
氨化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的蛋白胨氨化培养基培养中，置于（28±1）℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用纳试试剂检查培养液有无铵态氮；
硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于（28±1）℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用二苯胺试剂检查培养液有无硝酸盐；
亚硝化细菌：本方法采用MPN法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌的改良史蒂芬逊培养基中，置于（28±1）℃生化培养箱中培养7d，培养期满后用格里斯试剂检查培养液有无亚硝酸盐；
异养菌：本方法采用平皿计数法，将待测样品与无菌水混合，经振荡和超声处理后，水样用10倍稀释法稀释至需要的稀释度，将不同稀释度试样分别接种到无菌培养皿中，置于（28±1）℃生化培养箱中培养7d，培养期满后按照菌落计数方法计数；
脱氢酶活性：脱氢酶的活性可以反应处理体系内活性微生物量以及其对有机物的降解活性，以评价降解性能，利用TTC作为人为受氢体，无色的TTC受氢后变成红色的TF（三苯基甲月替），根据红色的深浅，测出相应的吸光度，从而计算TF的生成量，求出脱氢酶的活性。
2.根据权利要求书1所述的一种生物活性炭滤池的制备方法，其特征在于，所述臭氧接触池分为三段式，各段臭氧化空气投加比率为3：2：1，活性炭滤池炭层高度为2.5m，EBCT为15min，一般每三到四天反冲洗一次，采用气水联合反冲洗，一般先气水联合反冲4min，然后用水反冲10min，其运行经验证明臭氧一生物活性炭滤池工艺不仅有效的去除了霉味的问题，还可以有效的减低氨氮浓度。
3.根据权利要求书1所述的一种生物活性炭滤池的制备方法，其特征在于，所述活性炭滤池采用V型滤池形式，滤速9.9m/h，炭床厚度为2m，空床停留时间为12min，双排布置，每组5格，共10格，分设于管廊二侧，单格过滤面积158M3，滤料采用四种不同活性炭，活性炭的选择标准根据中试规模试验确定，在安全制水的同时可考察不同活性炭对污染物的去除效能差别。
4.根据权利要求书1所述的一种生物活性炭滤池的制备方法，其特征在于，所述试验期间水温较高（26～31℃，平均29℃），生物活性炭滤池采用自然挂膜，生物膜成熟时间约15天，通过在于无亚硝酸盐波动和脱氢酶的活性、水力冲刷导致炭粒表面的生物膜和炭粉脱落。
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