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城市污水深度處理也稱(chēng)高級(jí)處理或三級(jí)處理,一般是污水回用必須的處理工藝。它是將二級(jí)處理出水再進(jìn)一步進(jìn)行物理化學(xué)和生物處理,以便有效去除污水中各種不同性質(zhì)的雜質(zhì),從而滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)水質(zhì)的使用要求。深度處理有多種方法,活性炭法應(yīng)用常見(jiàn)的有以下幾種。

2-1活性炭吸附法

由于活性炭具有極大的比表面積,在水的深度處理中是應(yīng)用最廣泛最有效的方法。活性炭可有效地去除色度、臭味,能除去水中大多數(shù)的有機(jī)污染物和某些無(wú)機(jī)物,包括某些有毒的重金屬,消毒副產(chǎn)物及其前質(zhì),許多脂類(lèi)和芳烴化合物。活性炭處理技術(shù)占地少,易于自動(dòng)控制,對(duì)水量、水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng),飽和炭可再生使用,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的深度給水處理技術(shù)。但是活性炭吸附對(duì)大部分極性短鏈含氧有機(jī)物不能去除,同時(shí)再生活性炭很難就近迅速處理,這就需要有備用設(shè)備或材料進(jìn)行循環(huán)使用。

2-2臭氧生物活性碳吸附法

利用臭氧預(yù)氧化作用,初步氧化分解水中有機(jī)物及其他還原性物質(zhì),以降低生物活性炭濾池的有機(jī)復(fù)合,同時(shí)臭氧氧化能使水中單一生物降解的有機(jī)物斷鏈、開(kāi)環(huán),使它能夠生物降解。另外,臭氧還能起到?jīng)_氧作用,使生物活性炭濾池有充足的溶解氧用于生物氧化。同時(shí)它又有自己的局限性,由于活性炭在凈水技術(shù)中主要表現(xiàn)為物理吸附,所以進(jìn)水濃度濁度較高時(shí)活性炭微孔極易被堵塞。如果進(jìn)水中有機(jī)物過(guò)高會(huì)縮短活性炭運(yùn)行周期,同時(shí)去除率下降。生物活性炭一般采用自然掛膜方式,所需時(shí)間較長(zhǎng),最佳工作溫度為20～30 ℃,進(jìn)水pH值對(duì)大多數(shù)細(xì)菌、藻類(lèi)、原生生物的生長(zhǎng)極為重要,一般其最佳pH 值為6. 5～7. 5 ,消化單包菌pH為7. 5～8。這些條件增加了預(yù)處理的強(qiáng)度。

3. 活性炭吸附性能的有效途徑及其在凈水處理、廢水處理方面的應(yīng)用研究

活性炭的應(yīng)用

活性炭作為優(yōu)良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處理、凈化方面有著廣泛的應(yīng)用。研究表明，活性炭主要對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量小于3000，尤其是500--1000的有機(jī)物吸附作用較強(qiáng)。

3-1水質(zhì)凈化

活性炭在凈化給水方面不僅對(duì)色、嗅去除效果良好，而且對(duì)合成洗滌劑ABS、三鹵甲烷（THMs）、鹵代烴、游離氯也有較高的吸附能力，也能有效地去除幾乎無(wú)法分解的氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑等。活性炭能有效地去除水中的游離氯和某些重金屬（如Hg、Sb、Sn、Cr）且不易產(chǎn)生二次污染，常用于家庭用水及飲用水的凈化處理工藝中。

3-2 污水處理

活性炭在廢水處理方面的主要優(yōu)點(diǎn)是處理程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。與其他方法配合使用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，甚至達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

劉紅等〔1〕發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e²⁺的催化效果明顯優(yōu)于Cu²⁺，焦化廢水在經(jīng)3g/L的活性炭吸附后，再以.( 1.5g/L的H₂O₂、0.4g/L 的Fe²⁺進(jìn)行催化氧化，COD 總?cè)コ士蛇_(dá)96.3%。宋志文等〔2〕采用生物活性炭法處理低濃度甲醇廢水，利用活性炭的吸附作用和生物膜的降解作用，處理效果明顯好于樹(shù)脂和單純活性炭吸附。在其最佳運(yùn)行條件下，當(dāng)甲醇的質(zhì)量濃度為11.1-23.1mg/L 時(shí)，去除率大于90%。陳穎等〔3.〕用載鎳活性炭對(duì)含活性紅 X-3B 廢水進(jìn)行處理，去除率能達(dá)到98.74%以上，較不加金屬的活性炭去除率提高30%。Xie Qiang 等〔4〕也研究發(fā)現(xiàn)，活性炭經(jīng)硝酸改性后再負(fù)載硝酸銅進(jìn)行二次活化制備高性能活性炭，可使硝酸銅的催化性能得到進(jìn)一步的提升。活性炭單獨(dú)使用也有特殊的效用。A.Fortuny等〔5 〕研究發(fā)現(xiàn)，活性炭在催化濕式氧化傳統(tǒng)污水廠(chǎng)不能處理的含酚廢水方面是有希望的替代品

活性炭深度處理方法

城市污水深度處理也稱(chēng)高級(jí)處理或三級(jí)處理,一般是污水回用必須的處理工藝。它是將二級(jí)處理出水再進(jìn)一步進(jìn)行物理化學(xué)和生物處理,以便有效去除污水中各種不同性質(zhì)的雜質(zhì),從而滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)水質(zhì)的使用要求。深度處理有多種方法,活性炭法應(yīng)用常見(jiàn)的有以下幾種。

2-1活性炭吸附法

由于活性炭具有極大的比表面積,在水的深度處理中是應(yīng)用最廣泛最有效的方法。活性炭可有效地去除色度、臭味,能除去水中大多數(shù)的有機(jī)污染物和某些無(wú)機(jī)物,包括某些有毒的重金屬,消毒副產(chǎn)物及其前質(zhì),許多脂類(lèi)和芳烴化合物。活性炭處理技術(shù)占地少,易于自動(dòng)控制,對(duì)水量、水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng),飽和炭可再生使用,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的深度給水處理技術(shù)。但是活性炭吸附對(duì)大部分極性短鏈含氧有機(jī)物不能去除,同時(shí)再生活性炭很難就近迅速處理,這就需要有備用設(shè)備或材料進(jìn)行循環(huán)使用。

2-2臭氧生物活性碳吸附法

利用臭氧預(yù)氧化作用,初步氧化分解水中有機(jī)物及其他還原性物質(zhì),以降低生物活性炭濾池的有機(jī)復(fù)合,同時(shí)臭氧氧化能使水中單一生物降解的有機(jī)物斷鏈、開(kāi)環(huán),使它能夠生物降解。另外,臭氧還能起到?jīng)_氧作用,使生物活性炭濾池有充足的溶解氧用于生物氧化。同時(shí)它又有自己的局限性,由于活性炭在凈水技術(shù)中主要表現(xiàn)為物理吸附,所以進(jìn)水濃度濁度較高時(shí)活性炭微孔極易被堵塞。如果進(jìn)水中有機(jī)物過(guò)高會(huì)縮短活性炭運(yùn)行周期,同時(shí)去除率下降。生物活性炭一般采用自然掛膜方式,所需時(shí)間較長(zhǎng),最佳工作溫度為20～30 ℃,進(jìn)水pH值對(duì)大多數(shù)細(xì)菌、藻類(lèi)、原生生物的生長(zhǎng)極為重要,一般其最佳pH 值為6. 5～7. 5 ,消化單包菌pH為7. 5～8。這些條件增加了預(yù)處理的強(qiáng)度。

3. 活性炭吸附性能的有效途徑及其在凈水處理、廢水處理方面的應(yīng)用研究

活性炭的應(yīng)用

活性炭作為優(yōu)良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處理、凈化方面有著廣泛的應(yīng)用。研究表明，活性炭主要對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量小于3000，尤其是500--1000的有機(jī)物吸附作用較強(qiáng)。

3-1水質(zhì)凈化

活性炭在凈化給水方面不僅對(duì)色、嗅去除效果良好，而且對(duì)合成洗滌劑ABS、三鹵甲烷（THMs）、鹵代烴、游離氯也有較高的吸附能力，也能有效地去除幾乎無(wú)法分解的氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑等。活性炭能有效地去除水中的游離氯和某些重金屬（如Hg、Sb、Sn、Cr）且不易產(chǎn)生二次污染，常用于家庭用水及飲用水的凈化處理工藝中。

3-2 污水處理

活性炭在廢水處理方面的主要優(yōu)點(diǎn)是處理程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。與其他方法配合使用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，甚至達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

劉紅等〔1〕發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e²⁺的催化效果明顯優(yōu)于Cu²⁺，焦化廢水在經(jīng)3g/L的活性炭吸附后，再以.( 1.5g/L的H₂O₂、0.4g/L 的Fe²⁺進(jìn)行催化氧化，COD 總?cè)コ士蛇_(dá)96.3%。宋志文等〔2〕采用生物活性炭法處理低濃度甲醇廢水，利用活性炭的吸附作用和生物膜的降解作用，處理效果明顯好于樹(shù)脂和單純活性炭吸附。在其最佳運(yùn)行條件下，當(dāng)甲醇的質(zhì)量濃度為11.1-23.1mg/L 時(shí)，去除率大于90%。陳穎等〔3.〕用載鎳活性炭對(duì)含活性紅 X-3B 廢水進(jìn)行處理，去除率能達(dá)到98.74%以上，較不加金屬的活性炭去除率提高30%。Xie Qiang 等〔4〕也研究發(fā)現(xiàn)，活性炭經(jīng)硝酸改性后再負(fù)載硝酸銅進(jìn)行二次活化制備高性能活性炭，可使硝酸銅的催化性能得到進(jìn)一步的提升。活性炭單獨(dú)使用也有特殊的效用。A.Fortuny等〔5 〕研究發(fā)現(xiàn)，活性炭在催化濕式氧化傳統(tǒng)污水廠(chǎng)不能處理的含酚廢水方面是有希望的替代品