一、飲用水安全保證的有效技術(shù)―臭氧生物活性炭。
臭氧是強氧化劑，活性炭是吸附有機物最有效的吸附劑，這兩個技術(shù)聯(lián)用，還可在活性炭上濃縮氧氣、有機物、微生物，也即在炭上凹洼處、大孔處由微生物結(jié)群與分泌物一起形成生物膜，活性炭的生物膜有降解水中有機物的作用，在活性炭吸附與脫附有機物過程中起著再生的作用。
（引自給水深度處理研究會理事長 王占生教授 《臭氧――活性炭深度處理》詳見附錄）
目前，我國大部分城市的水廠都是沿用→混凝→沉淀→過濾→加氯消毒的傳統(tǒng)工藝 ，這種工藝對降低水的濁度，滅菌消毒卓有成效，但人們逐漸發(fā)現(xiàn)，隨著水中有機污染物的增加，液氯與有機物生成三氯甲烷、溴亞氯甲烷、亞溴 氯甲烷等致突變的有機活性物質(zhì)，其中三氯甲烷 由原水中的0 9μg/k g增加為27μg/k g(兩次加氯后)，前后三氯甲烷的含量增加為原來的百倍以上。實驗結(jié)果證實。物質(zhì)的致癌性與致突變性有一定的聯(lián)系，長期飲用 ，必將帶來嚴重的后果，因此必須改革傳統(tǒng)的消毒工藝，有效地去除水中的有機污染物。
臭氧―生物活性炭（O3―BAC）技術(shù)正是順應(yīng)了這個趨勢。
二、臭氧―生物活性炭工藝
臭氧——生物活性炭工藝是將臭氧化學(xué)氧化、滅菌消毒、活性炭物理化學(xué)吸附、生物氧化降解四種技術(shù)合為一體的工藝。簡單地說，它是以預(yù)臭氧氧化代替預(yù)氯化，在快濾池后設(shè)置生物活性炭濾池。利用臭氧的強氧化作用，初步氧化分解水中的有機物及其他還原性物質(zhì)，同時臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機物斷鏈、開環(huán)、將大分子有機物氧化為小分子有機物，提高原水中有機物的可生化性和可吸附性。再由吸附在活性炭上的生物對吸附的有機物進行降解。另處，由臭氧在水中自行分解為氧，活性炭注進水含有較高濃度的溶解氧，因此促使好氧微生物在活性炭表面繁殖。好氧微生物以活性炭表面吸附的有機物為養(yǎng)料，將它們轉(zhuǎn)化為二氧化碳和生物量，起到了生化降解作用，同時降低了活性炭濾池的有機負荷，去除了原水中的有機物，附著的硝化菌還可以轉(zhuǎn)化水中的氨類化合物，降低水中氨-氮(NH3-N)的濃度。而且在一定程度上使活性炭再生，從而具有繼續(xù)吸附有機物的能力，即大大地延長了活性炭的使用壽命和再生周期。表1為不同過程去除的有機物。
表1 不同處理過程去除的有機物。
有機物種類 | 美國環(huán)保局規(guī)定重點去除的污染物 | CODMn(mg/kg) | |
原 水 | 120 | 5 | 4.08～4.40 |
常規(guī)方法 | 166 | 7 | 3.60～4.80 |
臭氧-活性炭-加氯 | 6 | 6 | 0.80～2.00 |
表2中試試驗系統(tǒng)主要指標及對比評價。
表2中試系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)下主要水質(zhì)指標及對比評價：
指 標 | 原 水 | 砂濾出水 | 碳濾出水 | 引用凈水水質(zhì)標準 | 美國飲用水標準 | 歐盟飲用水標準 |
CODMn（mg/L） | 4 | 2.25 | 1.88 | 2 | --- | --- |
UV254(cm-1) | 0.075 | 0.028 | 0.017 | --- | --- | --- |
TOC(mg/L） | 3.25 | 1.86 | 1.23 | 4 | --- | --- |
NH3-N(mg/L) | 1.509 | 1.266 | 0.417 | --- | --- | 0.5 |
NO2-N | 0.13 | 0.014 | 0.009 | --- | 0.1 | 0.1 |
濁度(NTU) | 51.7 | 0.236 | 0.224 | 1 | 1 | 1 |
細菌總數(shù)（cfu/mL） | 10 | 50 | --- | --- | ||
總大腸菌（cfu/100mL） | 0 | 0 | 0 | 0 |
由上表可知，在水源水質(zhì)較差的枯水期，常規(guī)處理出水CODMn不能滿足《飲用凈水水質(zhì)標準》的要求，氨氯的去除率很低，只有10.7％；相比之下，臭氧－活性炭工藝出水主要污染物指標不僅能滿足《引用凈水水質(zhì)標準》要求，還達到或優(yōu)于《美國飲用水水質(zhì)標準》（1996）或歐共體水質(zhì)標準（2001），可見采用兩級臭氧氧化和活性炭聯(lián)用工藝，使臭氧和活性炭發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，炭濾池的生物吸附和生物降解作用對有機物的去除效率大為提高，出水水質(zhì)優(yōu)良。未檢驗出總大腸菌群。
三、應(yīng)用臭氧―生物活性炭深度處理技術(shù)的必要性
1、 水質(zhì)問題
在我國以往一直為解決水量問題而努力，現(xiàn)在由于工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對一些城市，水量的矛盾基本解決，而水質(zhì)問題比較突出，過去在計劃經(jīng)濟時代臭氧－活性炭技術(shù)被認為是“高不可攀”的，而現(xiàn)在按照市場經(jīng)濟規(guī)律，水價已經(jīng)漲到1∽2元。水源水質(zhì)又遭到污染，因此在當前條件下，原有的水廠采用臭氧——活性炭進行改造的時代已經(jīng)到來。
2、 水質(zhì)標準的提高
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，污染在不斷的上升，使我們對水質(zhì)的要求不斷的提高，因此水質(zhì)標準也在不斷的上升。
根據(jù)2001年生活飲用水規(guī)范”有機物綜合性指標CODMn＜3mg/L。Ⅱ類水（水源地一級保護區(qū)）[大江、大河干流] CODMn＜4mg/L。Ⅲ類水：（水源地二級保護區(qū)）CODMn＜6mg/L。采用傳統(tǒng)處理混凝—沉綻—過濾—消毒工藝。Ⅱ類水能達到2001年生活飲用水規(guī)范CODMn 指標。Ⅲ類水不能達到2001年生活飲用水規(guī)范CODMn＜4mg/L，不符合指標。原有的水處理方法不能再滿足水處理的需求。只有增加臭氧—活性炭處理才能使之達到CODMn＜3mg/L的標準。
?2005年5月起又將要執(zhí)行建設(shè)部新版《城市供水水質(zhì)標準》，所有檢測項目的標準都相應(yīng)的提高了，而原有的處理方法已不能滿足這些要求。所以臭氧―生物活性炭深度處理技術(shù)就成了首選技術(shù)。
3、國內(nèi)行業(yè)動向
由于水價的不斷提高，也是該項技術(shù)得到了寬闊的推廣空間，使之廣泛應(yīng)用成為可能。國內(nèi)一些發(fā)達城市的自來水廠已經(jīng)開始此項技術(shù)。據(jù)可靠消息：上海在2010年前，將完成1050萬m3/d飲用水的臭氧——活性炭處理；深圳已經(jīng)著手全面改造原有水廠，增加臭氧—生物活性炭工藝，杭州決定水質(zhì)量好上加好，準備在2010年前主要水廠采用臭氧—生物活性炭工藝；廣州市擬定2010年前的臭氧改造400萬m3/d的量。在江浙水網(wǎng)如桐鄉(xiāng)已完成改造；嘉興將新建水廠，海寧、平湖正在改造當中。
四、與常規(guī)工藝的比較
目前主要采用的常規(guī)消毒處理方法主要有：液氯、銀銅等金屬離子、紫外線二氧化氯等。
1.液氯
液氯是世界范圍內(nèi)城市自來水廠最為廣泛應(yīng)用的消毒方法，也是在其游泳池水消毒主要采用消毒劑．國內(nèi)大多數(shù)自來水廠和游泳池是直接將氯注入水中，利用氯對自來水進行消毒。隨著水源污染的加重。氯的注入量逐年增加，氯與水中的有機物反應(yīng)生成的有機氯化合物（THM）已開始嚴重威脅人類的健康。
缺點：
氯的毒性很大，一旦泄漏或投加量過大會使人中毒，造成周圍動植物死亡。
溶解氯在水中與有機物反應(yīng)生成有機氯化物，對人體有致癌作用。
會產(chǎn)生氯胺,隨氯量的增加而產(chǎn)生二氯胺、三氯胺、對魚和其他水生物有毒。
對病毒無效,其氧化產(chǎn)物對人體有和大危害,并有刺激氣味。
2.銀銅等金屬離子
從理論上講,銀銅金屬離子消毒的造價及運行費用都非常昂貴,特別是這些金屬離子多是重金屬,在世界范圍內(nèi)都水中金屬離子的濃度進行了嚴格的限制。長期處于金屬離子水中的生物會在體內(nèi)累積可能超過安全指標的重金屬離子,從而對生物體及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。
缺點:
殺菌速度太慢,而且運行費用太貴,胺和其他的污染物質(zhì)干擾消毒。
高濃度的銀銅離子對人體有害，危害人類健康。
3.紫外線
缺點：
(1) 價格昂貴運行成本高，沒有持續(xù)殺菌能力。
(2) 對水的前期處理要求高，其穿透力比較弱。只有殺菌功能,不具備水處理工藝的其他功能。
4.二氧化氯
缺點：
對水中含有的病毒沒有殺滅作用。
2. 氣態(tài)的二氧化氯是劇毒的化合物，對人體有害，且與液氯一樣會有致癌的二次污染物產(chǎn)生。
常規(guī)工藝中會產(chǎn)生大量的氯化消毒副產(chǎn)物，如鹵乙酸，它是具有比三鹵甲烷更高的致癌風(fēng)險的氯化副產(chǎn)物。臭氧可以有效地去除二氯乙酸，在2mg/L的臭氧投加量時，臭氧化可以去除57％的二氯乙酸?；钚蕴砍鏊疅o鹵乙酸被檢測出來。
（引用 清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系 孔令宇 王占生 《臭氧—活性炭對飲用水中鹵乙酸的去除》詳細資料可向我公司索取）
總之，臭氧-生物活性炭處理飲用水將臭氧的化學(xué)氧化作用、殺菌消毒作用與活性炭的物理化學(xué)吸附、生物降解作用緊密結(jié)合在一起，互相促進，取得了多重效應(yīng)。
廣州佳環(huán)電器科技有限公司是專業(yè)從事臭氧系列環(huán)保設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售為一體的臭氧發(fā)生器生產(chǎn)廠家。公司成立于2007年，經(jīng)過多年發(fā)展，現(xiàn)已成為臭氧行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，以雄厚的技術(shù)實力和豐富的臭氧行業(yè)經(jīng)驗為已脫，不斷的開發(fā)出新的臭氧產(chǎn)品面向市場。我們一臭氧發(fā)生器技術(shù)為核心，制造出多種規(guī)格的臭氧產(chǎn)品，包括空氣源臭氧消毒劑、氧氣源高濃度臭氧一體機、汽車消毒劑、高濃度臭氧水一體機，畜禽養(yǎng)殖儀等大中小型臭氧系列產(chǎn)品。
