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文檔簡介
1、<p> 臭氧―生物活性炭工藝設(shè)計(jì)工程方法探析</p><p> 摘要:在現(xiàn)階段,常規(guī)的水處理工藝設(shè)計(jì)工程已不能滿足對(duì)水源的處理要求,研究水源的預(yù)處理工藝設(shè)計(jì)及其他水源處理工藝成為現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)重要方向?;诖耍恼聦?duì)臭氧-生物活性炭工藝設(shè)計(jì)工程方法進(jìn)行了探討和分析。 </p><p> 關(guān)鍵詞:臭氧-生物活性炭;工藝設(shè)計(jì)工程;水中污染物;水處理工藝;臭氧氣源;活性炭池 &
2、lt;/p><p> 中圖分類號(hào):TU991 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)08-0013-02 </p><p> 基于生物活性炭技術(shù)上發(fā)展起來的臭氧-生物活性炭工藝是得到現(xiàn)代社會(huì)業(yè)界人士公認(rèn)的去除水中污染物的有效處理措施。在許多水廠的改造過程中,臭氧-生物活性炭工藝的實(shí)施過程中最關(guān)鍵的工程環(huán)節(jié)是活性炭濾池池型的選擇和臭氧氣源的選擇,因?yàn)檫@二者關(guān)系到工程中資金的
3、投入問題,所以必須在工藝設(shè)計(jì)工程方法中做好臭氧氣源和活性炭濾池池型的選擇工作,保證工程的順利實(shí)施。 </p><p> 1 臭氧-生物活性炭的工藝設(shè)計(jì)原理 </p><p> 所謂臭氧-生物活性炭技術(shù)的使用指的是在工作過程中將臭氧氧化并與活性炭工藝結(jié)合,主要的工作內(nèi)容包括活性炭的吸附、臭氧的預(yù)氧化以及生物的降解等。在使用該技術(shù)時(shí)不僅能在活性炭的幫助下將臭氧氧化得到的有機(jī)物除去,活性炭還
4、能將臭氧還原為氧氣,使臭氧的釋放量減少而增加氧氣的釋放量;同時(shí)在臭氧的供氧功能下,位于炭床中的好氧細(xì)菌進(jìn)行大量的繁殖和生長,將活性炭吸附到的有機(jī)物進(jìn)行分解以供其中的微生物生命活動(dòng)所需,最終在生物降解作用中將其除去。此時(shí),在炭床中既有活性炭的吸附作用,也有微生物的降解作用,大大增加了活性炭的吸附作用,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了吸附等溫線時(shí)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),從而使活性炭的工作周期增長,在一定程度上降低了運(yùn)行的費(fèi)用。 </p><p>
5、 2 活性炭吸附池設(shè)計(jì)方法 </p><p> 2.1 活性炭吸附V型濾池的工作方法 </p><p> 活性炭吸附V型濾池的工作方法與其他的V型砂濾池具有相似的工作原理,只是在該過程中用活性炭層代替了其中的砂濾層,但活性炭比砂層厚,并且在工作過程中采用較多的活性炭顆粒,從而在一定程度上增加了活性炭的工作周期。同時(shí)在該施工的反沖洗時(shí),活性炭層不發(fā)生膨脹,故活性炭在深度方向上的粒徑保持一
6、定的均勻度,不會(huì)出現(xiàn)水力的分級(jí)現(xiàn)象,提高吸附層的含污能力。在活性炭V型濾池的工作過程中必須對(duì)反洗能力進(jìn)行保證,它是懸浮物和微生物產(chǎn)生的粘液不堵塞活性炭層的有效保障。 </p><p> 2.2 活性炭吸附翻板濾池的工作方法 </p><p> 活性炭吸附翻板濾池的工作方法與其他氣水反沖型的濾池一致即原水在通過進(jìn)水區(qū)并經(jīng)過溢流堰后才緩緩地流進(jìn)濾池。在重力的作用下,水穿過濾料層,在恒水頭被
7、過濾之后進(jìn)入積水室。在濾池的反洗工作中,必須先將進(jìn)水閥門關(guān)閉,接著將氣沖、氣水沖、水沖這幾個(gè)階段的閥門進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作,在重復(fù)該工作兩次后將排水舌閥關(guān)閉,打開進(jìn)水閥門,使過濾恢復(fù)到正常。在不斷的技術(shù)革新中翻板濾池取得了一定的技術(shù)革新,在排水系統(tǒng)等方面取得了明顯的進(jìn)步,從而使得該濾池的水質(zhì)較高,反沖洗效果高,同時(shí)能降低耗水量和運(yùn)行周期等。 </p><p> 2.3 炭吸附池池型上向流的工作方法 </p>
8、;<p> 活性炭使用上向流的方法,一方面使炭層的厚度增加,在一定程度上增加了吸附量。在膨脹床的作用下,能夠使炭粒在上升的水流中進(jìn)行懸浮,同時(shí)加快炭粒表面的水流,增強(qiáng)炭粒對(duì)水中污染物的處理能力,充分發(fā)揮吸附作用,使得有毒副產(chǎn)物的量減少。另一方面能夠使臭氧化水質(zhì)濾池表面的路徑增加,同時(shí)臭氧還可以與活性炭或其他的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),消耗余下的臭氧,對(duì)臭氧的溢出進(jìn)行了有效的控制。此外,采用向上流活性炭能減少池水頭的損失,在沖洗過
9、程中可用氣沖的方式,對(duì)沖洗次數(shù)的減少以及工程投資的節(jié)約起到一定的作用。 </p><p> 吸附池中活性炭使用上向流必須對(duì)該種池型中的生物膜進(jìn)行考慮,因?yàn)樵谠撋锬ど闲纬傻纳镙^多,在這些微生物中有一定比例的致病菌。此外,劍水蚤等具有較強(qiáng)抗性的微生物在經(jīng)過常規(guī)水處理后還能存活,所以活性炭池易出現(xiàn)生物泄漏的情況?;诖耍仨氃谠摮睾蠼由盀V池,對(duì)活性炭池中脫落的生物膜進(jìn)行處理,并可以在臭氧的幫助下凈化渾濁度,成為最
10、后的屏障。 </p><p> 就目前的情況而言,在國內(nèi)的水源的凈化過程中選擇活性炭吸附池池型的過程中更多地傾向于翻板濾池或者向上流活性炭吸附池。在具體的設(shè)計(jì)過程中可以根據(jù)實(shí)際情況,在效率、投資以及運(yùn)行中進(jìn)行比較后確定方法。 </p><p> 3 臭氧發(fā)生器氣源的選擇方法 </p><p> 3.1 壓縮空氣氣源 </p><p>
11、 所謂壓縮空氣氣源主要是在相關(guān)設(shè)備諸如凈氣設(shè)備、冷凝設(shè)備以及鼓風(fēng)機(jī)等的準(zhǔn)備下,將已經(jīng)處理過的空氣送入到制定的發(fā)生器中,從而獲得臭氧。將空氣當(dāng)作臭氧發(fā)生器的過程中對(duì)空氣的質(zhì)量要求相對(duì)較高。所以必須對(duì)進(jìn)入發(fā)生器之前的空氣進(jìn)行一些處理,諸如除濕、除塵、除油及污染物等。同時(shí)為了保證空氣與水處理過程中的相關(guān)要求,必須對(duì)空氣進(jìn)行壓縮處理,將因壓縮機(jī)給臭氧發(fā)生器及水處理流程帶來的污染物進(jìn)行處理。按照使用的干燥劑的不同將其分為壓力再生式和加熱再生式。將
12、空氣作為氣源的最大優(yōu)勢在于獲取容易并且廉價(jià),但是其缺點(diǎn)也比較明顯,那就是在發(fā)生器內(nèi)臭氧的濃度比較低,通常情況下僅為3%,效率較低,需要較高的能耗和電耗。 </p><p> 3.2 液氧作為氣源 </p><p> 在工作過程中不需要任何制氣設(shè)備,只需要對(duì)制氧廠家的制氧罐進(jìn)行租用,購買液氧即可。由于在該過程中用純氧作為氣源,所以臭氧的濃度較高,一般情況下能達(dá)到10%,甚至更高。 <
13、;/p><p><b> 3.3 現(xiàn)場制氧 </b></p><p> 現(xiàn)場制氧常用兩種方式即由租用設(shè)備的制氧廠家負(fù)責(zé)和由購買設(shè)備的水廠自行負(fù)責(zé)。在工作現(xiàn)場將租用或者購買的設(shè)備進(jìn)行安裝,及時(shí)地將制造的純氧供給臭氧發(fā)生器使用,這樣能夠獲得高濃度的臭氧,純度能夠達(dá)到99%以上,還需要補(bǔ)充一部分氮?dú)猓部梢匝a(bǔ)充部分空氣。 </p><p> 對(duì)空氣
14、的分離常采用變壓或者變真空措施,在高選擇性能的吸附床的作用下,針對(duì)不同的壓力,氮?dú)獗粌?yōu)先吸附,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)氧氣的富集。在國內(nèi)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的情況下,在生產(chǎn)1m3氧氣約耗電0.3~0.4kW?h。采用該方法能夠在常壓下制得90%~93%的氧氣,同時(shí)輸出壓力也保持在常壓附近。在壓力不足的情況下可通過壓力泵增加所需要的壓力并將其供給臭氧發(fā)生器。在分子篩達(dá)到飽和后,將以真空方式將被吸附的氮?dú)饨馕鐾瑫r(shí)進(jìn)行再生產(chǎn),隨后將壓力恢復(fù)到吸附狀態(tài)。 &
15、lt;/p><p> 用氧氣代替空氣作為生產(chǎn)臭氧的主要?dú)庠磿r(shí),能夠有效地提高臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)效率。使其濃度達(dá)到6%~10%。從設(shè)備運(yùn)行的角度而言,租用制氧設(shè)備或者購買制氧設(shè)備具有較為明顯的優(yōu)勢,這主要是因?yàn)閳鰞?nèi)所有設(shè)備都是租用的,不需要對(duì)任何技術(shù)問題進(jìn)行考慮,在正常的生產(chǎn)過程中設(shè)備的維修和管理都是保證正常生產(chǎn)的關(guān)鍵,對(duì)制氧設(shè)備而言更甚。比如多數(shù)產(chǎn)品需要維修的次數(shù)為每年一次,時(shí)間需要1~2周,此外,在制氧過程中閥門使
16、用次數(shù)較高,對(duì)閥門的要求極高。 </p><p><b> 4 結(jié)語 </b></p><p> 對(duì)于臭氧-生物活性炭工藝而言,活性炭濾池池型與臭氧氣源的選擇對(duì)工藝的設(shè)計(jì)具有重要的影響,所以必須根據(jù)水廠建設(shè)的具體情況選擇合適的氣源和池型。通常情況下,活性炭濾池池型的選擇主要有V型濾池、翻板濾池、上向流濾池,必須根據(jù)投資、效率以及成本綜合考慮后確定。 </p&
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