一,、臭氧－生物活性炭深度水處理工藝（O3-BAC）概述?
臭氧-生物活性炭深度水處理技術(shù)被稱為飲用水凈化的第二代凈水技術(shù)，臭氧-生物活性炭技術(shù)采用臭氧氧化和生物活性炭濾池聯(lián)用的方法,，將臭氧化學(xué)氧化,、臭氧滅菌消毒、活性炭物理化學(xué)吸附和生物氧化降解四種技術(shù)合為一體,。其主要目的是在常規(guī)處理之后進(jìn)一步去除水中有機(jī)污染物,、氯消毒副產(chǎn)物的前體物以及氨氮，降低出水中的COD和BOD,，保證凈水工藝出水的化學(xué)穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性,。
臭氧是氧的同素異性體，分子式為O3,，常態(tài)呈氣體,，淡藍(lán)色，有特殊氣味,；臭氧是自然界最強(qiáng)的氧化劑之一,，具有廣譜殺微生物作用，其殺菌速度高于氯氣,。臭氧投加在水中以后,，主要有三個作用，一方面直接降解有機(jī)物,，減少進(jìn)入活性炭池中的有機(jī)負(fù)荷,；一方面把大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，改變水中有機(jī)物的分子量分布,，提高水中有機(jī)物的可生化性,，從而有利于強(qiáng)化后續(xù)活性炭工藝對于中小分子量有機(jī)物的吸附降解；最后一個作用就是為后續(xù)活性炭工藝充氧,，有利于活性炭好氧微生物的生長,。
活性炭幾乎可以用含有碳的任何物質(zhì)做原材料來制造，這包括木材,、鋸末,、煤,、泥炭、果殼,、果核,、蔗渣、骨,、石油腳,、皮革廢物、紙廠廢物等等,，近來有的國家傾向于用天然煤和焦炭制造粒狀活性炭,。活性炭的主要特征是比表面積大和帶孔隙的構(gòu)造,，因而顯示出良好的吸附性能,。活性炭分粉末活性炭和顆?；钚蕴績煞N,，兩者不同之處是顆粒大小不同，其吸附性能沒有本質(zhì)上的區(qū)別,?；钚蕴孔鳛橐环N多孔物質(zhì)，能夠吸附水中濃度較低,、其它方法難以去除的物質(zhì),，同時，還可以去除水中的濁度,、嗅味,、色度，改善水的口感,，而且能夠有效地吸附合成洗滌劑,、陰離子表面活性劑等活性物質(zhì)；活性炭還具有催化作用,，催化氧化臭氧為羥基自由基，最終生成氧氣,，增加水中的溶解氧（DO）的濃度,。活性炭空隙多,，比表面積大,，能夠迅速吸附水中的溶解性有機(jī)物，同時也能富集水中的微生物,。粒狀活性炭吸附水中溶解性有機(jī)物,，但對一些揮發(fā)性較低,，難以生物降解，分子量在10000以上的高分子有機(jī)物不易吸附去除,，而且吸附性能還受有機(jī)物所帶官能團(tuán)及分子結(jié)構(gòu)的影響,。利用臭氧電位高的特點，易將許多不易生物降解的有機(jī)物分解成許多更易生物降解的較小的或含氧較多的低分子有機(jī)物,，從而改變了有機(jī)物的結(jié)構(gòu)形態(tài)和性質(zhì),，使其易被活性炭吸附去除，而被吸附的溶解性有機(jī)物也為維持炭床中微生物的生命活動提供營養(yǎng)源,。同時,，由于臭氧供氧充分，炭床中大量生長繁殖好氧菌,，有足夠時間來生物降解所吸附的低分子有機(jī)物,，使其在炭床中形成生物膜。該生物膜具有生物氧化降解和生物吸附的雙重作用,，而活性炭孔隙中的有機(jī)物被分解后,，經(jīng)過反沖洗，活性炭孔隙騰出吸附位置,，恢復(fù)了對有機(jī)物與溶解氧的吸附能力,。活性炭對水中有機(jī)物的吸附和微生物的氧化分解是相繼發(fā)生的,，微生物的氧化分解作用,，使活性炭的吸附能力得到恢復(fù)，而活性炭的吸附作用又使微生物獲得豐富的養(yǎng)料和氧氣,，兩者相互促進(jìn),，形成相對穩(wěn)狀態(tài)，得到穩(wěn)定的處理效果,，從而大大地延長了活性炭的再生周期,。活性炭附著的硝化菌還可以轉(zhuǎn)化水中的氨氮化合物,，降低水中NH3-N的濃度,。
臭氧－生物活性炭深度水處理工藝（O3-BAC）是指臭氧和活性炭吸附結(jié)合在一起的水處理方法，采取先臭氧化后活性炭吸附,，并利用活性炭表面生長微生物的生物降解作用,，完成對水中有機(jī)污染物的有效去除，它集臭氧氧化,、殺菌消毒,、活性炭物理吸附和微生物生物氧化作用為一體，充分發(fā)揮各自特長，互相促進(jìn),，取得了去除有機(jī)污染物的多重效應(yīng),，從而達(dá)到水質(zhì)深度凈化的目的。臭氧-生物活性炭濾池聯(lián)合工藝能有效降解和去除水中的有機(jī)物,、農(nóng)藥,、藻類，去除異臭,、異味,、色度，去除部分重金屬,、氰化物,、放射性物質(zhì)、氨氮等,。
二,、臭氧－生物活性炭深度水處理工藝的優(yōu)缺點
優(yōu)點：
臭氧－生物活性炭濾池工藝是將活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化,、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術(shù)合為一體,，與傳統(tǒng)水處理工藝相比，具有明顯的優(yōu)勢,，主要體現(xiàn)在：?
①常規(guī)加氯工藝處理的自來水的Ames致突變試驗結(jié)果多為陽性,，而臭氧-生物活性炭工藝處理后為陰性；
②臭氧－活性炭工藝對有機(jī)污染物的去除率為50％以上,，比常規(guī)處理提高15～20個百分點,；
③提高色度和嗅味的去除率，改善感官性指標(biāo),；
④提高對鐵,、錳的去除率；
⑤可以去除氨氮到90％左右,，水中的氨氮和亞硝酸鹽可被生物氧化為硝酸鹽,，從而減少了后氯化的投氯量，降低了三鹵甲烷等消毒副產(chǎn)物的生成,；
⑥有效去除AOC,、蛋白氨氮，提高處理水的生物穩(wěn)定性,，提高管網(wǎng)水質(zhì),。另外臭氧和活性炭聯(lián)合使用，還可以延長活性炭的運行壽命,，減少運行費用。
缺點：
盡管臭氧－生物活性炭濾池深度處理技術(shù)對于控制飲用水質(zhì)污染和改善水質(zhì)發(fā)揮了較好的作用,，但也存在局限性,。主要表現(xiàn)在：
①臭氧氧化處理飲用水存在臭氧利用率低,、氧化能力不足等缺陷；
②臭氧可以有效降解含有不飽和鍵或者部分芳香類有機(jī)污染物,，而對于部分的穩(wěn)定性有機(jī)污染物（如農(nóng)藥,、鹵代有機(jī)物和硝基化合物等）難以氧化降解。臭氧對一些有機(jī)物的降解僅僅局限與母體化合物結(jié)構(gòu)上的變化,，可能會生成毒性更大且不易被生物活性炭降解的中間氧化產(chǎn)物,；
③臭氧可以將大分子有機(jī)物氧化成小分子有機(jī)物，而有研究表明,，活性炭吸附對分子質(zhì)量為500～3000Da的有機(jī)有較好的去除效果,，而對大分子和小分子的有機(jī)物去除效果較差。臭氧氧化后有機(jī)物的分子質(zhì)量變小,，將不利于活性炭的吸附,；
④當(dāng)水中含有溴化物（Br-）時，臭氧氧化將會生成溴酸根（BrO3-）及溴代三鹵甲烷（Br-THM）等有害副產(chǎn)物,，對人體健康有很大的影響,。
