生物活性炭的应用-污水处理

生物活性炭对水中有机物有较好的吸附性能，有利于有机物在炭表面集中，缓解高冲击负荷的压力，加快微生物的降解速率，有效地去除有机污染物，活性炭对溶解氧的吸附，可维持微生物的活性进而促进微生物对有机物的降解，增加活性炭的吸附容量，延长活性炭使用周期，从而起到对活性炭的生物再生作用。

生物活性炭法处理有机废水时，机制运行稳定，污染物去除率高，zui重要的是可去除活性炭和微生物单独作用时不能去除的污染物。目前，在饮用水。工业燃料废水、生活污水的处理中，生物活性炭技术已经得到了广泛的应用。我国上海的杨树浦水厂采用生物活性炭技术处理后，各项水质指标均达到国际先进水平；李伟光等经过实验研究，提出采用人工固定化生物活性炭技术处理含油废水，去油率可达到80％～95％之间，COD平均去除率达53％，表现出优于顾粒活性炭和传统的二级气浮工艺的去除效果，Loukidou等利用生物活性炭反应器处理垃圾填埋厂的渗滤液，不仅降低了对曝气的要求，更好地控制了硝化过程，达到了有效地脱氮效果。Alexander等的研究结果表明，对于生活污水中的非离子合成表面活性剂，微生物和活性炭的协同作用表现出良好的去除效果，Ghosh等将含初始浓度为175μg／L PCBs的废水用颗粒活性炭和生物活性炭柱分别处理，结果表明，生物活性炭处理效果明显好于活性炭，分别可分别达到62％和99％。

生物活性炭可借助于活性炭的吸附和微生物的降解作用，高 效而稳定对苯酚废水进行处理，相关的实验研究和机理分析在国内外已广泛进行，Wei Lin等研究了好氧生物活性炭处理苯酚类物质的效果和特点，结果表明，生物活性炭对苯酚的去除率可达到99％，炭柱实验连续运行260天，仍可保持较强的稳定性，岳勇等采用生物活性炭吸附法处理污水中的苯酚，研究表明，活性炭吸附与生物相合能有效地去除废水中的苯酚，活性炭的再生问题可以通过微生物的生物降解得到很好的解决。

根据被去除有机物的可吸附性与可生物降解性，生物活性炭技术中对有机物的去除途径可归纳为吸附去除与生物降解两种作用，根据去除途径，苯酚属于可吸附可生物降解有机物，对于此类有机物，可通过强化生物活性，提高微生物活动，进而减小炭柱的吸附负荷，延长炭柱的使用寿命，生物活性炭处理苯酚主要借助于活性炭的吸附和生物的降解协同作用，将苯酚稳定高  效地去除，苯酚首先被活性炭的强大吸附作用吸附在孔隙中，随后，同样吸附聚集在活性炭表面和大孔内的生物将其降解为CO₂物质。Giant DI与Speitel采用¹⁴C标记过的苯酚实验，在出水中发现了以CO₂存在的¹⁴C标记物，说明预先吸附的苯酚，被炭表面的生物降解。

生物活性炭法处理苯酚的过程，包括活性炭、微生物、水中的苯酚及溶解氧4个因素及其在水中的相互作用，图1-1所示为生物活性炭法的相互作用关系。

图1-1 生物活性炭对苯酚的处理过程 

随着水污染日趋严重，我国生物活性炭技术的研究与应用也在不断地深入和发展，很多公司和单位，如上海自来水公司、宝钢集团、广州石油化工总厂炼油厂、大庆石化总厂、北京燕山石化总厂等，都采用该法进行污水处理，并达到了预期的目的。

1997年，10500m³／d的生活污水处理工程在宝钢集团兴建，十多套800m³／d的综合污水处理及再生装置在各厂区陆续建成。该处理流程采用SBR-生物活性炭工艺，800m³去除率高，COD去除率大于85％，BOD去除率大于95％，SS去除率大于95％，处理出水达到中水标准；系统剩余污泥量少，不设置污泥处理设施，定期（一年以上）清理；基本无人操作，设备简单，占地面积小。

北京石油化工工程公司采用臭氧生物活性炭处理工艺，设计了两个水厂生活饮用水规模为1500m³的深度处理装置，1500m³，该设计水质指标为处理前COD4～6mg／L，浊度3～7NTU，处理后，COD＜2.5mg／L，浊度＜1NTU。