去除可生物降解有机物的最重要参数是空床层接触时间。接触时间的确定取决于原水水质、处理要求、活性炭种类和水温。例如法国几个主要水厂的接触时间在10~15min之间。然而,在某些案例中,接触时间低于5min即可有效去除可生物同化有机碳。在有些极端案例中,在生物活性炭工艺中采用15~30min接触时间以降低天然有机化合物。
生物活性炭过滤器中的微生物和高级生命形态会导致压降的快速增加,从而需要更频繁、更有效的反洗过程。这一影响在温水中比在冷水中更加明显。生物活性炭过滤器必须保持经常性的反洗防止微生物在活性炭中的过度繁殖,并保持低营养水平。反洗可去除一部分聚集在粒状活性炭上的细菌体。在冷水中,反洗后可降解物质的去除效率会明显降低,但冬天的操作不需要频繁的反洗。如果用含氯的水进行反洗,去除效率的下降更加明显。另外,如果进水已用氯、氯胺或二氧化氯预消毒过,则生物处理的效率会有所降低。
加拿大和美国的研究表明具有过滤和吸附双重功能的生物活性炭过滤器的性能可以完全达到只有吸附单一功能的粒状活性炭吸附器的性能。也就是说,在充足的接触时间条件下,可将生物活性炭过滤器改造成现有的沙滤和双滤料过滤器。当活性炭既用于过滤又用于吸附时,必须慎重选择活性炭的均一系数和有效粒径。具有较小均一系数的活性炭在具有双重功能的深床层滤池中能有较长的停留时间,而不会产生压降和吸附性能降低的问题。
在考虑生物活性炭工艺时,必须重视细菌体随水排出的风险。生物活性炭过滤器中的细菌可以很容易被之后的杀菌过程去除。由于活性炭颗粒被发现可以为生物提供庇护场所,并保护他们不被之后的杀菌过程灭活。因此,为防止含有生物体的细小活性炭流到产品水中,一般需增加一个沙滤过程,由一层15~25cm高的砂粒滤层作为粒状活性炭过滤层的补充。
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