本發(fā)明涉及一種水臭氧-生物活性炭深度處理技術(shù)，具體涉及一種飲用水處理中生物活性炭池間歇運行條件下炭層微生物活性的保持方法。

背景技術(shù)：

隨著人們對水質(zhì)要求的提高，常規(guī)工藝的局限性漸顯，不能與現(xiàn)行的國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，為保障出廠水水質(zhì)，需要增加深度處理技術(shù)來確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)。臭氧-生物活性炭深度處理工藝在除臭、脫色和去除微污染物質(zhì)等方面具有明顯優(yōu)勢，能夠取得良好的凈水效果，已經(jīng)成為飲用水深度處理的主流技術(shù)并得到廣泛應(yīng)用，目前江蘇省更是正在實施臭氧-生物活性炭工藝的全面覆蓋。

但是在長江三角洲地區(qū)，部分長江水或湖庫水的原水水質(zhì)相對優(yōu)良，常規(guī)工藝就能保障出廠水滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(gb5749-2006)。但是當(dāng)原水發(fā)生突發(fā)性污染以及切換到水質(zhì)相對較差的備用水源時，常規(guī)工藝的處理并不能夠保證出廠水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，這時臭氧-生物活性炭工藝對保證出廠水水質(zhì)達(dá)標(biāo)至關(guān)重要。由于臭氧-生物活性炭工藝所帶來的運行成本不容忽視，在尋求運行經(jīng)濟和出廠水達(dá)標(biāo)的平衡下，對臭氧-生物活性炭工藝進行間歇性運行更為可行：即在原水水質(zhì)優(yōu)良，常規(guī)工藝可以保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下對活性炭池進行微生物活性保持的停運，在原水發(fā)生污染或者切換到水質(zhì)相對較差的備用水源時，開啟臭氧-生物活性炭工藝保障出廠水水質(zhì)。因此，在炭池停運期間，需尋求一種可行的炭池保存技術(shù)，能夠有效保持炭層微生物的生物量及其生物活性，使炭池在重新運行時能夠快速恢復(fù)到原有的凈化效能。

現(xiàn)在水廠常用的炭池保存技術(shù)大多為放干或者浸泡保存，在活性炭工藝中，微生物作用是不可或缺的，對炭池進行放干，炭層中的微生物很快會死亡，不利于微生物的保存；而當(dāng)炭池進行浸泡保存時，該方法對微生物生物量及活性的保持效果不理想，活性炭工藝重新運行時需要10-15天才能恢復(fù)到原有的凈化效能。

因此有必要尋求一種更有效的保持炭層中微生物生物量及其活性的方法，當(dāng)該工藝需要重新運行時，能夠快速恢復(fù)到原有的凈化效能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種。為了克服現(xiàn)有的保存技術(shù)不能夠有效保持炭池內(nèi)微生物生物量及其活性，重新運行時啟動時間長的缺點，本發(fā)明提供了一種飲用水處理中生物活性炭池間歇運行條件下炭層微生物生物量及其活性有效保持的方法。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

生物活性炭池間歇運行條件下炭層微生物活性的保持方法，包含以下步驟：

s1、當(dāng)生物活性炭池停止運行時，首先對炭池進行反沖洗；

s2、反沖洗結(jié)束后，運行生物活性炭池一斷時間后關(guān)閉進出水閥門，并停止運行生物活性炭池，保持池內(nèi)有效水深，使炭池內(nèi)的活性炭保持浸泡狀態(tài)；

s3、保存上述生物活性炭池，并周期性對生物活性炭池進行換水；

s4、經(jīng)再次反沖洗后的生物活性炭池，即可以正常濾速再次投入運行。

上述步驟s1中的反沖洗的方法為：先氣沖3-5min，強度為13-17l/s·m²，后水沖6-8min，強度為7-9l/s·m²。

上述步驟s2中有效水深為0.8-1.2m。

上述步驟s2中運行生物活性炭池的時間為20-40min。

上述步驟s3中生物活性炭池的換水條件為：炭層水中溶解氧濃度≤6mg/l。

進一步優(yōu)選的，炭層水中溶解氧濃度為3.5-4.5mg/l。

上述步驟s3中生物活性炭池的換水方法為：同時打開出水閥門，使砂濾池出水直接進入炭池，調(diào)節(jié)濾速至正常狀態(tài)，并保持流速20-40min，完成后，同時關(guān)閉進出水閥門。

上述步驟s4中再次反沖洗的方法為：先氣沖，時間3-5min，強度為6-8l/s·m²，后水沖，時間13-17min，強度7-9l/s·m²。

上述步驟s4中正常濾速為6-10m/h。

本發(fā)明的有益之處在于：

(1)本發(fā)明操作流程簡單，操作成本低，使用該方法對炭池進行保存，能夠使炭層生物量在保存30天后仍有原來生物量的80％以上；

(2)使用該方法對炭池進行保存，能夠使炭層生物活性在保存30天后仍有原來生物活性的75％以上；

(3)本發(fā)明能夠使生物活性炭工藝在保存后重新運行時在12之內(nèi)達(dá)到原有的凈化效能，并能夠更好的保障出水水質(zhì)的安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的炭層水溶解氧濃度為4mg/l時換水的生物活性炭濾池重新運行時的凈化效能圖。

圖2為本發(fā)明的不同反沖洗方式對生物活性炭池重新運行時凈化效能的影響對比圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

實施例1

本實施例以江蘇某水廠的生物活性炭池為試驗對象，該水廠臭氧-生物活性炭池正常運行時濾速為8m/h，該工藝對有機物(以codmn計)的平均去除率為40.74％。

當(dāng)生物活性炭濾池停止運行時，首先對炭池進行反沖洗，具體參數(shù)為：先氣沖4min，強度為15l/s·m²，后水沖7min，強度為8l/s·m²；

反沖洗結(jié)束后，使砂濾池出水直接進入炭池，按濾速8m/h運行該工藝30min后關(guān)閉進出水閥門，使活性炭池停止運行，并保持炭池有效水深1m，使炭濾池內(nèi)填料保持浸泡狀態(tài)；

在活性炭池浸泡保存期間，周期性對活性炭池內(nèi)進行換水，換水周期根據(jù)炭層水中的溶解氧濃度確定，當(dāng)炭層水中溶解氧濃度下降到3.5-4.5mg/l時對炭池內(nèi)的水進行置換，具體換水操作方法為：同時打開活性炭池進出水閥門，調(diào)節(jié)濾速為8m/h，保持此流速30分鐘，完成對炭池內(nèi)水的置換后，同時關(guān)閉進出水閥門；

對原有的反沖洗方式加以調(diào)整，具體參數(shù)為：先氣沖，時間4min，強度為7l/s·m²，后水沖，時間15min，強度8l/s·m²，當(dāng)活性炭池重新運行時，對活性炭池進行反沖洗后投入運行，運行流速直接恢復(fù)到正常狀態(tài)，即8m/h。此次對炭池的保存時間為30天。

效果檢測：

1、該保存方式對炭層原有生物量的保存效果，分別取保存前后炭池中上、中、下層的活性炭，應(yīng)用脂磷法進行測定生物量，以nmolp/cm³炭表示，用上、中、下層生物量的平均值表示最終結(jié)果；

2)該保存方式對炭層原有生物活性炭的保存效果，分別取保存前后炭池中上、中、下層的活性炭，應(yīng)用耗氧速率法進行測定生物生物活性炭，以o2/g炭·h表示，用上、中、下層生物活性的平均值表示最終結(jié)果；

3)運用該方法對炭池保存后，炭池重新運行的效果，測定該工藝在重新運行后對有機物(以codmn計)去除效能。

本實例共進行3組對照，對照組為僅對生物活性炭池采取浸泡保存，不對炭池進行換水處理。

保存前后生物量取炭床的上、中、下層生物量平均值，結(jié)果見下表1；重新運行時對有機物的去除率取三組炭池的平均值，結(jié)果如圖1所示。

表1實施例1中炭池內(nèi)生物量的保存效果

從表1可以看出，經(jīng)歷30天的保存后，當(dāng)對炭池周期換水時，炭池保存后炭層中的生物量能夠維持在原本生物量的80％以上，而當(dāng)炭池采取浸泡保存時，保存后炭層中的生物量均未達(dá)到原有生物量的50％。說明周期換水的保存方式能夠有效維持炭層中的生物量。

表2實施例1中炭池內(nèi)生物活性炭的保存效果

從表2可以看出，經(jīng)歷30天的保存后，當(dāng)對炭池周期換水時，炭池保存后炭層中的生物活性能夠維持在原本生物活性炭的75％以上，而當(dāng)炭池采取浸泡保存時，保存后炭層中的生物活性均未達(dá)到原有生物活性的40％。說明周期換水的保存方式能夠有效維持炭層中的生物活性。

從圖1，溶解氧濃度為4mg/l時換水的生物活性炭濾池重新運行時凈化效能圖中可以看出，經(jīng)歷30天的保存后，當(dāng)炭池采用周期換水的保存方式時，該工藝重新運行12h時，該工藝對有機物的凈化效能已經(jīng)達(dá)到39.99％，恢復(fù)到原有的凈化效能；而當(dāng)炭池采取浸泡保存時，該工藝重新運行時的凈化效能明顯較低，運行48h后對有機物的凈化效能也僅有30.47％。說明周期換水的保存方式能夠使該工藝重新運行時快速恢復(fù)到原有的凈化效能。

實施例2

實施例1中的換水周期由炭層中的溶解氧濃度確定，實施例2與實施例1的區(qū)別在于，將換水時的溶解氧濃度分別設(shè)置為4.5-5.5mg/l、3.5-4.5mg/l、2.5-3.5mg/l、1.5-2.5mg/l，保存時間30天，結(jié)果見表3和表4。

表3不同換水臨界值對炭層生物量保持效果的影響

從表3中可見，換水時的溶解氧濃度越小，炭層中生物量的維持效果越差，當(dāng)換水時溶解氧濃度小于3.5mg/l時，生物量保持效果明顯變差，保存后生物量占原本生物量的百分比已不到70％。因此確定換水時溶解氧濃度為3.5-4.5mg/l，對炭層微生物量的維持最經(jīng)濟高效，能夠維持原有生物量的80％以上。

表4不同換水臨界值對炭層生物活性保持效果的影響

從表4中可見，換水時的溶解氧濃度越小，炭層中生物活性的維持效果越差，當(dāng)換水時溶解氧濃度小于3.5mg/l時，生物活性保持效果明顯變差，保存后生物活性占原本生物活性的百分比已不到60％。因此確定換水時溶解氧濃度為3.5-4.5mg/l，對炭層微生物活性的維持最經(jīng)濟高效，能夠維持原有生物活性的75％以上。

實施例3

與實施例1的區(qū)別在于，當(dāng)活性炭池重新運行時，采用兩種不同的反沖洗方式。

方式1：先氣沖，時間4min，強度為7l/s·m2，后水沖，時間15min，強度8l/s·m2；

方式2：先氣沖4min，強度為15l/s·m2，后水沖7min，強度為8l/s·m2?？疾觳煌礇_洗方式對該工藝重新運行凈化效能的影響，結(jié)果見圖2。

從圖2可知，對比兩種反沖洗方式對生物活性炭濾池重新運行時凈化效能的影響，當(dāng)采用方式1時，該工藝在重新運行時的凈化效能明顯要高。當(dāng)采用方式2時，該工藝重新運行后的凈化效能隨著運行時間的增加而增加，但并不能快速達(dá)到原有的凈化效能。經(jīng)過保存后，炭層中的生物量、生物活性均有所下降，如反沖洗方式仍采用原有的氣沖強度，會造成生物量的大量損失，從而減弱該工藝重新運行時的凈化效能，此時減少重新運行時反沖洗的氣沖強度更有利于該工藝重新運行時凈化效能的恢復(fù)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。