固定化生物活性炭技术应用现状及发展趋势

介绍了固定化生物活性炭技术（IBAC）发展过程、技术特点、国内应用领域现状、应用成果,以及今后发展的趋势。     

炼化废水再生过程微量有机物的去除研究

炼化废水再生过程采用臭氧部分氧化和生物活性炭工艺去除微量有机物 ,总出水的水质优良 ,可回用到多种领域 .研究表明 ,臭氧的投加量为 10～ 2 0mg·L-1时可起到部分氧化的作用 ;连续实验表明 ,每克活性炭的CODCr吸附容量达到了 5 36 .37mg ,使用周期提高了一倍以上 ,每千克活性炭的处理水量至少可达 15m3 .生产上可用A2 54和CODCr作为运行的控制指标     

常规/臭氧生物活性炭去除有机物及亚硝胺前体物特性

该文考察运行18个月的常规/臭氧-生物活性炭(O3-BAC)组合工艺对中国华东地区某微污染湖泊水的处理特性。结果表明:此时该工艺去除有机物能力有限,但对消毒副产物亚硝胺前体物的去除能力高于其他有机物。工艺出水溶解性有机碳(DOC)质量浓度、UV254和溶解性有机氮(DON)质量浓度的平均值分别为3.12mg/L、0.053cm-1和0.171mg/L,平均去除率分别为34.9%、53.9%和32.7%;对亚硝胺前体物的去除率为72.3%。臭氧和炭池中的微生物在去除亚硝胺前体物中发挥了重要作用。小分子有机物、芳香性蛋白质和微生物代谢产物主要在活性炭单元中去除。因而,要关注长期运行的常规/O3-BAC组合工艺对有机物及其亚硝胺前体物的去除,充分发挥微生物作用。     

固定化生物活性炭处理含油废水的试验研究

提出一种含油废水处理的新技术,采用人工固定化生物活性炭处理含油废水,其对油的去除效率在80％-95％之间,COD平均去除率达到53％,出水中油质量浓度小于5mg/L．试验结果表明该工艺对污染物的去除效果明显高于颗粒活性炭和传统的二级气浮工艺．     

海藻酸钙-活性炭纤维固定化生物小球的强化除苯性能

在传统海藻酸钙固定化过程中加入活性炭纤维作为改性载体,以苯系物(BTEX)降解菌为对象,制备了海藻酸钙-活性炭纤维固定化生物小球(MB),并研究了MB微观结构及强化除苯性能.结果表明:所制备的MB直径为2～4,mm,其表面通透、孔道致密,孔径均一(约为200,μm),并可多次重复应用.MB强化除苯过程主要是吸附和生物降解共同作用的结果,且去除速率呈现由快速到慢速两个阶段,均符合一级动力学规律.微生物接种量为6.89,mg/mL(包埋载体溶液)时,MB结构稳定性最好,强化除苯效果最佳.不同接种量条件下,苯生物降解的平均半衰期为64 h,高于游离态BTEX降解菌.     

臭氧-固定化生物活性炭去除煤气废水中酚的研究

将降解酚类化合物的高效工程菌固定在活性炭上,采用臭氧-固定化生物活性炭(O3-IBAC)工艺处理煤气废水。研究证明:在臭氧投量为18mg/L ,接触时间为2 0min时,臭氧可以改变水中有机物的结构,但是有机物的总量没有明显的变化。当煤气废水进水COD、酚类的质量浓度分别为5 0 0mg/L、95mg/L左右时,采用O3-IBAC工艺对两者的去除率可以分别达到80 %、92 %以上。系统运行6个月后,IBAC上工程菌分布均匀,炭数量可达6 .1×10 3cfu/g ,而且工程菌在种类上仍然占优势。同时,运用生态位理论解释了工程菌可以长期稳定存在,且保持较高的生物活性的原因     

活性炭对水中微量有机污染物去除的初步探讨

从活性炭物理结构和表面化学官能团的描述入手,对活性炭的吸附机理作初步探讨。介绍了活性炭比表面积的测定;活性炭吸附能力的评价活性炭对挥发性酚、苯胺、三氯甲烷、四氯化碳的吸附实验方案;阐述了不同质量的活性炭对水中微量有机污染物去除能力的不同。     

臭氧-生物活性炭工艺对有机物致突变性的影响

以南方某市水厂的中试试验为基础,结合Ames试验,重点研究了臭氧-生物活性炭工艺对饮用水中有机物致突变性的影响.结果表明,砂滤水表现为致突变阳性,其中的致突变物质为移码型致突变物而不是碱基置换型致突变物,臭氧活性炭工艺可去除水中部分移码型致突变物,使得致突变阳性水转化为致突变阴性水.     

饮用水臭氧生物活性炭净化效果与传统工艺比较

高浓度有机物,高NH4+-N的黄浦江原水经预臭氧→高密度澄清池→砂滤→后臭氧→生物活性炭组合处理工艺后,水质明显优于传统处理工艺.其中臭氧生物活性炭部分对CODMn(高锰酸盐指数)和NH4+-N的去除率分别达到30.4%和18.9%.由于预臭氧相对预氯化能更好地发挥其氧化助凝作用,组合工艺中常规工艺部分对CODMn和NH4+-N的去除率分别达29.6%和81.0%,而传统工艺对CODMn和NH4+-N的去除率仅分别为22.3%和61.5%.考察了2种工艺出水藻毒素,溴酸盐浓度、三卤甲烷生成潜能以及相对分子质量分布等指标,表明组合处理工艺更容易去除小分子有机物(臭氧生物活性炭部分对小于1kD的有机物去除率大于70%),三卤甲烷生成潜能比传统工艺降低41%,且藻毒素和溴酸盐指标均低于我国饮用水标准.由于组合处理工艺能基本去除NH4+-N,可以采用自由氯消毒用以解决传统氯胺消毒带来的亚硝胺等消毒副产物风险和氯胺的气味问题.在高温季节组合工艺澄清池中出现藻类大量生长的现象,可能与臭氧持续消毒时间较短有关,可通过联合预臭氧和预氯化工艺对组合处理工艺中预处理方式进行改造.     

固定化微生物曝气生物滤池处理计生药品废水的研究

固定化微生物曝气生物滤池采用了新型自制的功能化大孔裁体固定微生物并作为填料,能同时发挥物理吸附、生物吸附、生物降解、过滤等多种功能。实验结果表明：固定化微生物曝气生物滤池处理计生药品废水在0．32m／h的水力负荷下,COD、NH3-N、TN和SS的平均浓度由1457mg／l、137mg／l、158mg／l和218mg／l下降为77mg／l、8mg／l、20mg／l和21mg／l,平均去除率分别为94．7％、94．2％、87．3％和90．4％。     

利用工程菌处理含油废水的可行性研究

用分离筛选、驯化的组合式工程菌,以固定化生物活性炭（BAC）柱过滤法对炼油厂含油废水进行处理。控制入水流量40mL/min,接触时间20min,除油效果十分显著。当废水的含油量在15－40mg/L时,经过试验运转,固定化BAC柱出水油浓度为0－5mg/L,平均去除率85％,同时CODCr的去除率为70％。这两项指标都达到了排放标准,设计颗粒活性炭（GAC）作为对比。本研究为固定化工程菌在实践中的推广应用提供了实用方法和理论依据。     

生物活性炭工艺处理黄河微污染源水研究

随着《城市供水水质标准》（CJ／T206—2005）的颁布实施，对自来水厂的出水水质提出了更高的要求。生物活性炭滤池对黄河微污染源水有较好的去除效果，其对CODMn、UV254、总藻、Chla、三氯甲烷生成势、色度的去除率分别为15．7％-38．8％，24．7％-49．7％，24％-100％，30％-87．8％，20．6％-46．6％，25％-66．6％。     

生物增强活性炭技术处理微污染源水的研究

采用不同的筛选分离技术,从试验源水中分离出8株优势菌种,经过反复驯化培养,形成具有高效生物降解能力的高活性菌群.利用高活性菌群,采用人工循环固定方式形成生物增强活性炭工艺,进行其长期运行效能的试验研究.实验结果表明,生物增强活性炭工艺能够有效去除微污染源水的各类有机物,处理效能显著高于常规工艺和臭氧化工艺.源水经生物增强活性炭工艺处理后,其对氨氮的平均去除率为58.34%,对CODMn的平均去除率43.5%,对UV254的平均去除率57.4%,对TOC的平均去除率40.2%.经过色质联机检验,水中的各类微量有机物的种类和含量均有了显著的降低.     

生物增强活性炭滤池的反冲洗方式研究

针对我国东北地区的特定水质,进行了生物增强活性炭滤池的反冲洗方式研究.本试验比较了单独水冲、气-水反冲和气-水二次反冲三种反冲洗方式的反冲洗效果.试验结果表明,气-水两段式反冲效果最佳,但操作较繁琐,实际应用中可采用气-水反冲,既操作简便又能达到理想的反冲洗效果.并针对不同的反冲洗方式,确定了各自最佳反冲洗参数,以供实际参考和应用.     

生物陶粒柱-PAC-MBR系统处理饮用水研究

利用生物陶粒柱和粉末活性炭结合膜生物反应器处理饮用水,研究表明,该预处理工艺不仅解决了膜生物反应器氨氮去除不力的弱点,避免了亚硝酸盐的积累,而且极大地降低了膜生物反应器的有机负荷.生物陶粒柱-PAC-MBR系统高锰酸盐指数平均去除率为76.97%,氨氮和亚硝酸盐的平均去除率分别达到了95.50%和99.15%;而预处理工艺还可以减轻浓差极化,延缓膜污染,在试验过程中形成的膜孔阻力和滤饼阻力之和比没有预处理的膜生物反应器中超滤膜下降了72%.     

生物活性炭对焦化废水中萘的吸附降解

以荼为唯一碳源,驯化分离出高效荼降解菌NPA-5,将NPA-5负载于活性炭上,制备出生物活性炭.研究生物活性炭对荼的吸附特征、生物吸附动力学及其对焦化废水中荼的吸附降解机制.结果表明,活性炭对荼的等温吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型；负载NPA-5的生物活性炭能较快地降解废水中的荼,降解率达99.3％；生物活性炭对荼的降解符合一级动力学模型.     

温度对生物活性炭处理效果影响的试验研究

针对高温、常温以及低温的微污染水源,采用生物活性炭技术进行现场试验研究.结果表明,生物活性炭工艺在各个水质时期（高温、常温、低温）对水中的有机物的去除率分别为CODMn（51.66%、47.74%、24.15%）、UV254（60.6%、49.99%、17.86%）、TOC（55.17%、24.14%、22.86%）.比较而言高温较常温及低温期生物活性炭能够达到更好的效果.同时,生物活性炭工艺细菌在投氯量低的条件下即可被杀灭,没有增加后续工艺消毒剂用量,保证了饮用水的安全性.     

生物粉末活性炭与超滤组合工艺膜污染物质研究

为了研究生物粉末活性炭与超滤组合工艺膜污染物质特性,在工艺稳定运行条件下,分别对受污染膜丝表面泥饼层、水洗后的受污染膜丝、生物粉末活性炭进行了红外光谱分析.结果显示,通过红外光谱分析,生物粉末活性炭可以有效的延缓膜表面泥饼层的形成,缓解膜污染;水洗后的受污染膜丝孔内有机污染物较少,而且是小分子有机污染物;还得出含有-OH伸缩振动基团和CO伸缩振动基团的污染物是造成膜污染的主要有机污染物质.     

上/下向流生物活性炭处理效果比较

为了优化臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺运行条件,提高出水水质,该文以O3-BAC工艺现场试验为基础,比较上向流/下向流生物活性炭滤池对污染物质的去除效果。试验结果表明:上向流BAC出水耗氧量平均1.6mg/L,去除率38%左右,高于同期下向流BAC 10%。出水浊度0.55散射浊度单位(NTU),比下向流BAC出水高15%,30d内水头损失平均维持在40cm,有效延长了反冲洗周期。在按设计参数运行的试验中也取得了较好的效果,说明上向流BAC相比传统的下向流BAC具有一定的优势。