活性炭與炭砂過濾組合工藝，“浸入式生物濾池”是指在池內(nèi)設(shè)置填料，將污水浸入所有填料中，采用與曝氣池相同的曝氣方法，為微生物提供所需的氧氣。填充物覆蓋了生物膜，污水中的有機(jī)物被生物膜上的微生物降解，從而凈化了污水。該方法介于活性污泥法和生物濾池之間，具有二者的優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合處理方法。

　　在SPW河流上的示范小試表明：活性濾池對(duì)甲醛、乙二醛的去除效果比無煙煤-砂濾法等其它濾池工藝稍好。中試配水試驗(yàn)結(jié)果表明，在生物化學(xué)降解有機(jī)物(BOM)濃度較低的情況下，活性濾池法去除藻類代謝物土臭素(GSM)和二甲基異拉醇(MIB)的效果明顯優(yōu)于無煙煤/砂濾池法。在河流的生產(chǎn)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)反沖洗對(duì)活性濾池和BOM的去除沒有明顯影響。

　　活性炭與炭砂過濾組合工藝，活性濾池工藝的出水特性。

　　作為取代普通快濾池的提標(biāo)改造工藝，活性濾池對(duì)微污染水源中的濁度、有機(jī)物、氨氮、藻類等氣味物質(zhì)具有良好的去除效果，同時(shí)還可有效控制殘留鋁和微生物的泄漏。

　　2.1除濁效果好。

　　用活濾池代替普通快濾池，首先要達(dá)到其對(duì)濁度的去除效果。過濾液對(duì)濁度的去除是傳統(tǒng)的吸附截留和生物吸附相結(jié)合的產(chǎn)物，兩者的相對(duì)大小，取決于生物膜在濾料介質(zhì)表面的覆蓋面積和孔隙大小，以及吸附液與被吸附物的界面特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：活性濾池的出水粒數(shù)基本在50~100CNT/mL之間，平均出水0.066~0.140NTU，平均出水0.094NTU。其它國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)研究表明：當(dāng)沉淀出水在3.0NTU以下時(shí)，活性濾池出水濁度在0.5NUT以下;

　　2.2有機(jī)物質(zhì)的去除效率。

　　傳統(tǒng)砂濾池在處理微污染水源和高濃度有機(jī)污染物時(shí)，已不能滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。比較了海浪凈水通過活性濾池與普通快濾池對(duì)穩(wěn)定微污地表水的去除效果，得出活性濾池對(duì)CODMn的去除率要比普通快濾池高出10%左右。在運(yùn)行初期，活性濾池對(duì)有機(jī)物的去除主要依靠活性炭吸附，后期則主要依靠濾池內(nèi)微生物的降解。一般情況下，常規(guī)處理去除的有機(jī)物主要是大于10KDa的分子量，對(duì)小分子有機(jī)物的去除效果不明顯，而活性炭主要吸附中小分子有機(jī)物，而生物處理對(duì)小分子有機(jī)物的去除效果較好。

　　2.3氨氮和亞硝酸鹽氮的有效脫除。

　　當(dāng)前，我國地表飲用水水源地氨氮超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍，而出廠水氨氮超標(biāo)會(huì)造成飲用水的生物穩(wěn)定性差，亞硝酸鹽含量高，氯消耗大，氣味難聞。濾料生物膜中的亞硝酸菌、硝化菌能有效地去除水中的氨氮和亞硝酸鹽氮，提高出水的安全性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)濾池進(jìn)水中氨氮濃度達(dá)到2.00mg/L時(shí)，濾池的活性去除率為67%，而砂濾池只有40%。結(jié)果表明，活化濾池對(duì)氨氮和亞硝酸鹽氮的去除效果明顯好于其他方法。

　　2.4去除藻類和氣味物質(zhì)。

　　結(jié)果表明，在較高的原水藻含量下，主要致嗅藻有梭線藻、膠鞘藻、魚腥藻、顫藻、籃纖維藻等。海藻引起的嗅覺物質(zhì)濃度較低，一般小于10ng/L，雖然對(duì)人畜健康危害較小，但氣味強(qiáng)烈，只需少量改變水中正常氣味即可。對(duì)于藻類和氣味，傳統(tǒng)的去除方法基本上不能去除。結(jié)果表明，活性濾池對(duì)高藻原水的處理效果較理想，出水藻類總數(shù)為4.30×105個(gè)/L，總?cè)コ?5.1%，葉綠素含量為0.88μg/L，總?cè)コ?2.2%。

　　2.5對(duì)剩余鋁的有效控制。

　　飲水處理常用的鋁鹽混凝劑，出水中一般都含有一定量的鋁。鋁會(huì)引起神經(jīng)中毒，鋁在血液中長期積聚可引起嚴(yán)重的腦病，使人癡呆，神經(jīng)系統(tǒng)紊亂。調(diào)查顯示，飲用水中殘留的鋁對(duì)人體血液中鋁含量影響很大。該方法一方面通過去除水中的微絮體來去除水中不溶性殘?jiān)械匿X，另一方面通過活性炭吸附來去除一部分溶解性殘?jiān)械匿X，據(jù)報(bào)道，該方法對(duì)殘?jiān)娜コ士蛇_(dá)90%以上。

　　2.6微生物安全可靠。

　　在運(yùn)行過程中，活性炭生物濾池中的微生物發(fā)生泄漏，當(dāng)微生物與破碎的活性炭顆粒一起泄漏時(shí)，會(huì)對(duì)后續(xù)消毒過程產(chǎn)生很大的阻力，從而威脅到其出水的生物安全性。過濾出水中的生物活性炭中大腸桿菌含量很高，可達(dá)7300/L。但國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，活化濾池對(duì)微生物有良好的去除效果，出水不會(huì)出現(xiàn)細(xì)菌增殖。由于活性濾池中石英砂對(duì)微生物的截取作用，有可能產(chǎn)生這種情況。

　　活性濾池運(yùn)行的影響因素分析。

　　在運(yùn)行過程中，活性濾池運(yùn)行穩(wěn)定后，主要通過微生物在水中的生物降解作用來去除污物，因此，影響微生物數(shù)量和微生物活性的因素將成為運(yùn)行穩(wěn)定的主要因素，具體分析如下。

　　3.1溫度

　　根據(jù)微生物酶促反應(yīng)原理，炭砂濾池對(duì)氨氮和亞硝酸鹽氮的去除主要是通過微生物作用來完成的，溫度的降低會(huì)影響微生物的活性和新陳代謝能力，溫度越低，活性越小，代謝越慢;水溫的變化會(huì)引起水粘滯系數(shù)的變化，從而改變基質(zhì)的傳質(zhì)速率，處理效果也受到影響，活性炭/石英砂濾池對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除效果也會(huì)受到影響。

　　3.2反沖洗。

　　活性炭與炭砂過濾組合工藝反沖洗時(shí)，不可避免地會(huì)對(duì)活性炭表面生物膜造成破壞，從而影響生物量。但是，這種損傷主要是活性較弱的表面懸浮物，對(duì)濾池的運(yùn)行不會(huì)造成很大影響，而且這些生物量在一定時(shí)間內(nèi)可以恢復(fù)。

　　3。預(yù)氧化。

　　實(shí)驗(yàn)證明，顆?；钚蕴靠膳c前端預(yù)氧化殘留的游離氯二氧化氯、臭氧等氧化劑在表面進(jìn)行反應(yīng)。因此，在活性濾池的表層活性炭中，雖然生物量較小，但能夠消除預(yù)氧化后產(chǎn)生的殘余預(yù)氧化劑對(duì)下層微生物的滅活作用。但若長期使用殘留預(yù)氧化劑進(jìn)入人用活性炭/石英砂濾池，則會(huì)使表面活性炭的結(jié)構(gòu)惡化，對(duì)濾池的長期運(yùn)行不利，應(yīng)盡量控制預(yù)氧化劑的投加量，避免殘留預(yù)氧化劑進(jìn)入后續(xù)濾池。

　　四是活性濾池的研究進(jìn)展。

　　與單層濾料相比，活性濾池具有更好的凈化效果，減少反沖洗次數(shù)，降低反沖洗強(qiáng)度?，F(xiàn)在在瑞士，日本，美國等國家，都有活性炭/石英砂濾器這種濾料。例如瑞士的蘇黎世某水廠，有12個(gè)活性炭吸附池，每個(gè)池面積44m2，池內(nèi)下層有0.7~1.0m3粒徑石英砂0.5m厚，上層為匹茲堡F400炭層1.2m3厚，年產(chǎn)水量為4000萬m3;蘇聯(lián)秋明水廠，上層為1.2m厚活性炭，活性濾池用于去除氣味和有機(jī)物。

　　國內(nèi)針對(duì)活性炭/石英砂濾池除污機(jī)理的研究較少，且多停留在操作影響因素及效果等方面，應(yīng)用實(shí)例較少，現(xiàn)階段大面積推廣困難不少，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

　　5.微生物特性研究。

　　生物濾池在活性炭/石英砂濾池中的作用尤其重要，它直接關(guān)系到濾池除氨氮和有機(jī)物的效果，同時(shí)也關(guān)系到濾池出水的安全。據(jù)研究表明，生物活性炭表面的微生物活性對(duì)活性炭具有再生作用，其再生率可達(dá)20~24%。本文將借助電鏡技術(shù)和分子生物學(xué)手段，對(duì)活性濾池中微生物的特性進(jìn)行細(xì)致的研究，探討活性濾池的除污機(jī)理，更好地利用微生物去除污染物，同時(shí)控制微生物的毒性，減少由微生物引起的安全問題。

　　4.2過濾材料研究。

　　同時(shí)，級(jí)配也是活性濾池中濾料處理的關(guān)鍵因素，活性濾池反沖洗時(shí)會(huì)出現(xiàn)上部活性炭因反沖洗而跑掉的現(xiàn)象，為此，要進(jìn)一步研究活性濾池中兩種濾料的粒徑，確定較好的粒徑級(jí)配，從而減少?zèng)_洗時(shí)的跑炭現(xiàn)象，提高濾池對(duì)污物的去除效果。

　　4.3復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用研究。

　　在水污染日益嚴(yán)重的情況下，單靠一種單一的水處理方法已不能滿足新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于活性濾池是在傳統(tǒng)快濾池的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，因此，它的濾層厚度受到很大限制，同時(shí)由于濾料的特性，它對(duì)污染物的去除能力也很有限。當(dāng)水源突然受到污染時(shí)，這一問題尤為突出。因此，必須將活性濾池與其它新型工藝相結(jié)合，才能更好地去除水中的污物，達(dá)到新國標(biāo)的要求，如對(duì)于高濃度易吸附的有機(jī)物，宜采用粉狀活性炭與炭砂過濾組合工藝;對(duì)于高濃度氨氮污染，宜采用曝氣與炭砂過濾組合工藝。

　　五、結(jié)論。

　　活性炭與炭砂過濾組合工藝生物濾池是將常規(guī)過濾、顆?；钚蕴课胶蜕锬ぱ趸夹g(shù)相結(jié)合的一種新型過濾工藝。該技術(shù)不但與傳統(tǒng)濾池工藝一樣具有良好的除濁效果，而且對(duì)我國現(xiàn)階段微污染水源中的有機(jī)物、氨氮等的去除效果也十分明顯，與其他新工藝結(jié)合使用，可提高濾池的適用范圍。采用常規(guī)快濾池對(duì)活性濾池進(jìn)行改造，基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低，非常適合對(duì)現(xiàn)有常規(guī)工藝水廠提標(biāo)改造。