一、凈化工藝三階段

臭氧-生物活性炭水體深度處理工藝的凈化原理是活性炭吸附與生物降解共同作用，整個(gè)過(guò)程可以分為三個(gè)階段。

第一階段為新活性炭剛投加時(shí)期，此階段由于活性炭表面生物掛膜未形成，且活性炭比表面積較大、孔隙發(fā)達(dá)，此階段以活性炭吸附作用為主，生物分解性能較?。?/span>

第二階段為吸附-生物降解階段，此時(shí)新活性炭已運(yùn)行一段時(shí)間，表面形成了一層生物掛膜，生物降解在活性炭表面開(kāi)始作用，同時(shí)活性炭依然保持較強(qiáng)的吸附能力，此階段為活性炭吸附與生物降解共同作用階段；

第三階段以生物降解為主，此階段由于活性炭使用時(shí)間較長(zhǎng)，活性炭孔隙接近飽和，吸附性能衰減嚴(yán)重，主要依靠表面生物降解作用完成凈水深度處理。

臭氧生物活性炭技術(shù)借助于臭氧氧化以及活性炭的聯(lián)合，構(gòu)建起集約化的水資源凈化機(jī)制，活性炭的性能直接影響著該工藝的實(shí)際應(yīng)用效果。

二、活性炭性能影響

 1、吸附性能

活性炭的吸附性能可分為靜態(tài)吸附及動(dòng)態(tài)吸附。靜態(tài)吸附性能指的是碘吸附值和亞甲藍(lán)吸附值；動(dòng)態(tài)吸附性能主要為評(píng)價(jià)進(jìn)出水的有機(jī)物UV254及COD、TOC等指標(biāo)去除效果。碘吸附值及亞甲藍(lán)吸附值總和與有機(jī)物吸附去除能力有顯著相關(guān)性。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)及活性炭工業(yè)應(yīng)用運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果，隨著活性炭運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，碘吸附值及亞甲藍(lán)吸附值值均呈下降趨勢(shì)，運(yùn)行初期的降幅遠(yuǎn)大于中后期。這也證明了初期活性炭以吸附為主，而中后期的吸附作用減弱，則以生物作用為主?；钚蕴客都映跗?，對(duì)于有機(jī)物UV254及COD的處理效果較好，能夠達(dá)到40%以上的去除率，隨著活性炭使用年限增長(zhǎng)，由于處理環(huán)境差異，一般在使用3~7年后有機(jī)物去除率降至20%以下并逐漸趨于穩(wěn)定，證明在活性炭吸附能力減弱時(shí)，有機(jī)物的處理主要為表面生物降解穩(wěn)定作用。國(guó)內(nèi)有臭氧-生物活性炭濾池中活性炭投入未更換已超過(guò)7年仍能穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)例。盡管其活性炭的吸附性能已經(jīng)較低(碘值小于400 mg/g)，說(shuō)明生物降解為主的凈化仍能起到相應(yīng)的作用。但是，市政自來(lái)水供應(yīng)涉及千家萬(wàn)戶的用水安全，所處理水源也深受季節(jié)及氣候的變化，還是建議盡量保證臭氧-生物活性炭在吸附-生物降解階段為宜，達(dá)到一定的使用年限后需要及時(shí)更換活性炭。

由于碘吸附值及亞甲藍(lán)吸附值為煤質(zhì)顆粒活性炭固有特征，與其破碎粒徑無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，但是粒徑較大、表面粗糙的活性炭可以更快速的形成表面生物掛膜，有利于凈水廠深度處理過(guò)程中有機(jī)物的去除。

 2、物理性能

壓塊破碎顆?；钚蕴恐饕ぷ魑锢硇阅苡袕?qiáng)度、漂浮率、裝填密度、水分等。在活性炭使用期間，由于水流的不斷沖洗及反沖洗，會(huì)造成顆?；钚蕴恐g相互碰撞，對(duì)其物理性能造成影響。如果活性炭強(qiáng)度降低，會(huì)造成顆?；钚蕴康臄D壓、磨損破碎，使漂浮率升高，造成活性炭的流失以及處理能力的下降。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著活性炭投放時(shí)間增長(zhǎng)，確實(shí)存在強(qiáng)度和平均粒徑下降的趨勢(shì)，但是一般強(qiáng)度下降區(qū)間也僅在1%~3%左右，如果新活性炭強(qiáng)度能夠達(dá)到95%左右，長(zhǎng)時(shí)間使用后的活性炭依然能夠完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。不過(guò)由于碰撞磨損因素，粒徑組成比例可能會(huì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)臨界值附近，需要對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行關(guān)注。

壓塊破碎顆?；钚蕴砍跏紡?qiáng)度、含水量、裝填密度等基本指標(biāo)與其破碎粒徑無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，但是考慮到使用過(guò)程中的粒徑變化因素，在不影響其處理性能的前提下，選用較大粒度的顆?；钚蕴坑欣诰S持活性炭處理系統(tǒng)的穩(wěn)定。

3、可再生能力

活性炭的可再生能力是目前各活性炭應(yīng)用廠家較為關(guān)注的性能，再生性能直接影響到廠家的用炭經(jīng)濟(jì)效益。如果綜合考慮凈水能力及出水指標(biāo)，按照3年周期，使用再生活性炭能夠比全部使用新炭降低40%~50%的成本。目前主要的活性炭再生方式是熱再生法，采用轉(zhuǎn)爐或者多膛爐再生，一些即將報(bào)廢的斯列普活化爐也可以用于熱再生。活性炭再生會(huì)造成活性炭平均粒徑縮小、強(qiáng)度降低、炭損失等。因此，選用較大粒度的壓塊破碎顆粒炭有利于保證再生炭的性能指標(biāo)，降低企業(yè)運(yùn)行成本。

 (1)通過(guò)活性炭自身特性及凈水用活性炭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析，各項(xiàng)高指標(biāo)的活性炭有利于提高水凈化處理效果，但是高指標(biāo)的凈水用活性炭產(chǎn)品也使得企業(yè)成本增加，因此各水廠應(yīng)根據(jù)自身水源狀況、水處理工藝特點(diǎn)、出廠水要求、制水成本等因素進(jìn)行選炭實(shí)驗(yàn)，選用符合標(biāo)準(zhǔn)及自身運(yùn)行狀況的活性炭。

(2)綜合考慮到活性炭吸附處理性能、出水水質(zhì)穩(wěn)定性、物理性能及可再生性能，同等條件下建議選用符合標(biāo)準(zhǔn)的粒度較大的壓塊破碎顆粒活性炭，如8×30目(粒徑0.6~2.3 mm)。

(3)水廠應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)在臭氧生物活性炭深度處理運(yùn)行階段的管理，積極監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)，通過(guò)活性炭取樣檢測(cè)及出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的判定方式，判斷活性炭是否需要更換或再生。