生物活性炭.ppt

1、生物活性炭水處理技術(shù)及原理,一、 概 述 1785年Lowitz發(fā)現(xiàn)碳可以脫除溶液中的色度 1875年J.Willard Gibbs 首先導(dǎo)出吸附作用的熱力 學(xué)基本公式 1900年Raphael Von Ostreijke發(fā)明氯化鋅法、 CO2 法 和水蒸氣法生產(chǎn)活性炭工藝 1918年Langmuir單層吸附模式 1926年Freundlich模式,二、 活性炭分類、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)簡介 1.種類: 顆?；钚蕴? 粉末活性炭. 纖維炭 顆粒活性炭 粒子尺寸 0.07-0.12mm 粉末活性炭小于0.07mm 纖維炭,2. 生產(chǎn) 炭化-活化 破碎活性炭: 原料-碾磨-1-6mm的粒子- 顆?；钚蕴?

2、原料-碾磨-10-100微米的粒子- -炭化-粘合-成型-活化,石墨結(jié)晶和亂層結(jié)構(gòu) （a）、（b）石墨，（c）亂層結(jié)構(gòu),3. 結(jié)構(gòu) 微晶體的尺寸：直徑為 1.8-2.6nm, 高0.7-1nm,Arnell和Brass發(fā)現(xiàn)不同種類的商品炭的基本微晶寬度大約40A, 這就是通常將炭的最小孔徑定為20-40A的理由.,4、物理吸附和化學(xué)吸附的比較,5. 影響吸附的因素 被吸附物質(zhì)的性質(zhì): 溶解性 容易吸附 分子量 容易吸附 分子結(jié)構(gòu) 吸附劑(活性炭)的性質(zhì): 比表面積 孔隙和孔容 表面性質(zhì) 溫度條件： 溫度 溶解度降低 容易吸附 pH值,影響固液界面吸附的因素,三、 對于生物活性炭技術(shù), 按照污染

3、物被活性炭吸附性 和被微生物的降解性可將其分為四類: 1.可被活性炭吸附也可被微生物的降解 2.可被活性炭吸附但不可被微生物的降解 3.不可被活性炭吸附但可被微生物的降解 4.不被活性炭吸附也不可被微生物的降解,四、 生物活性炭技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及其定義 生物活性炭技術(shù)定義: 以活性炭為載體, 表面長有微生物的處 理工藝, 在水質(zhì)凈化過程中同時發(fā)揮著 活性炭的物理吸附作用和微生物的降 解作用的水處理技術(shù).,五、 生物活性炭的作用機理,三個因素相互作用,活性炭,微生物,污染物,Porrotti 和 Rodman 1974年細胞外酶假說： 微生物個體尺寸1萬埃左右 微生物的 胞外酶 10 埃大小 微

4、孔隙區(qū)的 等效直徑大約20-40埃,胞外酶,污染物,酶基質(zhì)復(fù)合體,產(chǎn)物,或,活性炭,爭論：1）酶能否進入微孔 2）胞外酶除水解酶外是否有其 他的酶,溶質(zhì)擴散理論： 炭表面的微生物雖然在降解水中的 有機污染物的同時 也降解炭內(nèi)吸附的有機污染物，但是這是由于炭內(nèi)已吸附的污染物與炭表面的生物膜中的濃度差，獲得了保持吸附平衡的解吸力，而向其表面擴散的的結(jié)果。,溶積負荷與水質(zhì)之間的關(guān)系曲線,I區(qū)：COD50,BOD20 主要去除可生物降解的有機物,高負荷沖擊時， 活性炭為微生物的生存提供庇護，保證使反應(yīng)器穩(wěn)定的運行。 在低負荷情況下， 活性炭也會因為反相濃度梯度的原因使得溶液中存在一定量基質(zhì)，供微生物代

5、謝使用，同時使活性炭得以再生利用。,六、 幾種生物活性炭凈水工藝,雙層生物活性炭反應(yīng)器 1、容器，2、膨脹層，3、密實層，4、氣提器，5、中心區(qū)， 6、污水進水管，7、底部配水管，8、中部配水管，9、循環(huán)水管， 10、凈化水收集槽，11、反沖洗水收集槽，12、保護水層,雙層生物活性炭反應(yīng)器工藝示意圖 1、反應(yīng)器，2、曝氣柱，3、水泵，4、布水系統(tǒng)，5、集水裝置，6、反沖洗出水集水槽，7、凈化后出水集水槽，8、錐型收縮裝置，9、密實過濾層，10、 膨脹炭層,生物活性炭反應(yīng)器 1、兩級泥水分離區(qū)，2、厭氧顆粒污泥膨脹床區(qū)，3、活性炭膨脹床區(qū)，4、加熱器，5、排氣閥，6、剩余污泥排放，7、凈化后的水

6、，8、進水，9、填料沖洗用水，10、發(fā)酵氣收集,塔式生物活性炭反應(yīng)器 1、膨脹床反應(yīng)區(qū)，2、過濾器，3、毛刷填料區(qū)，沉淀出水，5、過濾配水器，6、過濾器進水及反沖洗出水，7、濾后水出水及反沖洗配水 I-污水進水 II-去循環(huán)泵 III-去除剩余生物量,膨脹床生物活性炭示意圖,膨脹床生物活性炭工藝,七、生物活性炭凈化水原水試驗,膜生物活性炭反應(yīng)器,The remove effect of CODMn of Xihai lake by this process at normal temperature （200C）,The purifying effect of Sanjiadian reser

7、voir water by this process at low temperature （10oC),The change of AOC in influent and effluent water,生物可同化有機碳 (assimilable organic carbon ,AOC) 可生物降解溶解性有機碳(biodegradable dissolved organic carbon ,BDOC) AOC 低于(以乙酸碳計) 1020g/ L ,加氯消毒的情況下AOC 低于(以乙酸碳計) 50100g/ L 的飲用水是生物穩(wěn)定的 管網(wǎng)中BDOC 低于0. 20.25mg/ L時能達到水質(zhì)生物穩(wěn)定,間二硫氮茚硫醇去除動