活性炭生物濾池(Biological Activated Carbon，簡稱BAC)是傳統(tǒng)活性炭吸附與生物降解相結(jié)合的高效水處理技術(shù)。相比普通活性炭濾池，BAC通過微生物的協(xié)同作用，顯著延長活性炭使用壽命，提升對有機(jī)物、氨氮等污染物的去除效率，成為飲用水深度處理和污水提標(biāo)改造的關(guān)鍵工藝。

　　某水廠BAC升級案例背景

　　某中型自來水廠原采用"混凝沉淀砂濾氯消毒"常規(guī)工藝，面臨以下問題：

　　1. 原水水質(zhì)惡化：季節(jié)性藻類爆發(fā)導(dǎo)致嗅味問題突出;

　　2. 消毒副產(chǎn)物風(fēng)險：氯消毒后三鹵甲烷(THMs)超標(biāo);

　　3. 運(yùn)行成本高：普通活性炭每6個月需更換，年耗材費(fèi)用超80萬元。

　　2022年該廠啟動BAC工藝升級，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)：

　　有機(jī)物去除率提升至90%以上;

　　活性炭使用壽命延長至3年;

　　消毒副產(chǎn)物削減50%。

　　關(guān)鍵升級措施

　　1. 濾料系統(tǒng)改造

　　選用煤質(zhì)柱狀活性炭：粒徑24mm，碘值≥950mg/g，提供高吸附容量;

　　增設(shè)生物接種單元：在濾池前端投加硝化菌(Nitrosomonas)和反硝化菌(Pseudomonas)，加速生物膜形成;

　　優(yōu)化濾層結(jié)構(gòu)：炭層厚度從1.2m增至1.8m，底部增設(shè)曝氣裝置，形成好氧缺氧分層生物區(qū)。

　　2. 運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化

　　水力負(fù)荷：控制在46m3/(m2·h)，避免流速過快沖刷生物膜;

　　溶解氧(DO)：維持24mg/L，促進(jìn)硝化反應(yīng);

　　反沖洗策略：采用"氣水聯(lián)合反沖"，強(qiáng)度降至8L/(m2·s)，保護(hù)生物膜完整性。

　　3. 智能監(jiān)控系統(tǒng)

　　安裝在線水質(zhì)探頭(TOC、氨氮、濁度);

　　基于AI算法動態(tài)調(diào)節(jié)反沖洗頻率，避免過度清洗。

　　升級后成效對比

　　改造后COD去除率從65%提升至92%，活性炭使用壽命從半年延長至3年，年運(yùn)行成本降低56%。出水THMs濃度降至20μg/L以下，完全滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 57492022)。

　　經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與推廣建議

　　1. 生物膜培養(yǎng)是關(guān)鍵：

　　啟動期維持低溫(<25℃)可促進(jìn)菌群多樣性;

　　前2周投加葡萄糖(5mg/L)加速微生物掛膜。

　　2. 工藝協(xié)同效應(yīng)：

　　BAC與臭氧聯(lián)用可進(jìn)一步提升難降解有機(jī)物去除率;

　　后端銜接超濾能有效控制微生物泄漏風(fēng)險。

　　3. 行業(yè)應(yīng)用前景：

　　飲用水廠：替代傳統(tǒng)砂濾工藝，應(yīng)對微污染水源;

　　污水廠：作為深度處理單元，滿足類Ⅳ類水排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　本次BAC升級案例證明，通過"優(yōu)質(zhì)濾料+生物強(qiáng)化+智能控制"的三維優(yōu)化，可顯著提升水處理效能并降低生命周期成本。未來，隨著功能性生物炭(如載金屬催化劑)和微生物組學(xué)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展，BAC工藝將在水質(zhì)安全保障中發(fā)揮更大作用。建議水廠在改造前開展中試驗(yàn)證，確保工藝參數(shù)與本地水質(zhì)特征匹配。