來源：本文來自汪曉軍科學(xué)網(wǎng)博客

作為水的深度處理工藝，臭氧－生物炭（O3－PAC）工藝與臭氧－曝氣生物濾池（O3－BAF）這二個工藝都得到越來越廣泛的應(yīng)用。

從中國知網(wǎng)上搜索，國內(nèi)較早公開發(fā)表關(guān)于臭氧－生物炭應(yīng)用的文章是上海自來水公司的陸在宏，在《上海環(huán)境科學(xué)》1986年第3期上發(fā)表“臭氧－生物炭工藝去除水中有機物”。該文討論了臭氧－生物炭工藝應(yīng)用于給水的微污染水源水處理。從上世紀(jì)80年代開始，到目前為止，臭氧與活性炭聯(lián)合協(xié)同應(yīng)用于水處理的研究一直沒有停止，在中文期刊上前后發(fā)表了數(shù)百篇研究論文。

臭氧－曝氣生物濾池水處理工藝是我們在2005年申請的發(fā)明專利化學(xué)氧化曝氣生物濾池聯(lián)合水處理方法（專利號ZL200510035132.9）中提出的一種水處理方法。該專利獲2010年度全國發(fā)明展覽會金獎。從中國知網(wǎng)上搜索，最早發(fā)表這方面研究論文是我們發(fā)表在《環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備》（該雜志后來改名為環(huán)境工程學(xué)報）2006年第7期上的“臭氧－曝氣生物濾池處理酸性玫瑰紅染料廢水”。一年半后的2007年12月，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王樹清的博士論文“O3/BAF聯(lián)合工藝深度處理生活污水二級出水的研究”。2008年初華南理工大學(xué)陸少鳴課題組在《中國給水排水》上發(fā)表了“BAF/O3預(yù)處理工藝后砂濾池的除污效果”。這十多年來國內(nèi)學(xué)術(shù)雜志上一共發(fā)表了約100篇O3－BAF的研究文章，最初發(fā)表的關(guān)于臭氧－曝氣生物濾池的文章，十篇之中就有7篇是我課題組發(fā)表的研究論文。2007年，我們也寫了一篇英文文章“Treatment of Acid Rose Dye Containing Wastewater by Ozonizing - Biological Aerated Filter ”投稿 Dyes and Pigments，發(fā)表在2007年74(3):736-740。這雜志的影響因子3.8并不算高，但它創(chuàng)造了我投SCI期刊的一個記錄，投稿的第九天收到通知，文章被直接錄用，不需修改。雖然從這些公開信息來看，臭氧－曝氣生物濾池工藝在國內(nèi)我們是最先研究，并申請獲得了發(fā)明專利，但后來我們查閱國外的文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)德國研究者在我們前面已發(fā)表過一篇用臭氧預(yù)處理，然后再通過曝氣生物濾池處理造紙工業(yè)廢水的研究論文，故在世界范圍，不能算我們開發(fā)應(yīng)用的新工藝。

隨著臭氧氧化與曝氣生物濾池的研究和應(yīng)用的開展，我們發(fā)現(xiàn)雖然臭氧對微生物有很強的殺滅作用，但其在水中的降解速度相當(dāng)快，降解完后微生物往往存在爆發(fā)式增長，且實驗證明在一個曝氣生物濾池中，可以直接通入臭氧曝氣，往往能取得意想不到的好效果。這樣我們在2007年又申請了“一體式臭氧與曝氣生物濾池水處理裝置及其方法”（ZL200710028632.9），該方法是將臭氧的化學(xué)氧化作用與曝氣生物濾池的生化作用在同一個反應(yīng)器中完成。這應(yīng)是我們的首創(chuàng)，查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，再也找不到先于我們的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，后來也有不少研究者也證明了這一現(xiàn)象，并認(rèn)可該技術(shù)的優(yōu)越性。該處理方法具有以下幾個優(yōu)點：1、充分利用了臭氧中的氧氣，可適當(dāng)減少曝氣生物濾池的曝氣量；2、占地面積小，且不存在先臭氧氧化，再進(jìn)入曝氣生物濾池的流量均衡等問題，減少了相應(yīng)的輸送泵及連接管道；3、曝氣生物濾池相應(yīng)比較長的停留時間，能讓進(jìn)入曝氣生物濾池的臭氧分解完全，從而不必要另外安裝臭氧破壞裝置；4、曝氣生物濾池最容易堵塞的濾頭部分，因加入了臭氧而不會再發(fā)生堵塞；5、實驗結(jié)果表明，采用一體式比分體式有更好的去除效果。這也是我們目前主要推廣應(yīng)用的水處理工藝。我們參與應(yīng)用該技術(shù)，日處理萬噸級的廢水處理廠已有四座，每天處理幾百噸工業(yè)廢水的處理設(shè)施，這幾年我們承包建設(shè)了幾十座。

由于我國的水源水存在微污染，水源水的凈化處理一直是研究熱點。最初人們往往通過活性炭的吸附作用，脫除水源水中的少量有機污染物?；钚蕴课斤柡秃螅捅仨氝M(jìn)行再生，后來發(fā)現(xiàn)，即使不再生，這活性炭吸附總能或多或少地脫除一部分有機物。后來發(fā)現(xiàn)活性炭表面也生長了微生物，能利用進(jìn)水中的溶解氧來分解這些少量有機物，這樣，就引入了“生物炭”的理念。在生物炭處理工藝中，投加臭氧的優(yōu)越性，清華大學(xué)的王占生教授團隊在《中國給水排水》2006年第11期上發(fā)表了“臭氧—生物活性炭與單獨活性炭工藝處理效果比較”，其結(jié)論是：在活性炭前投加臭氧, 可以強化活性炭對有機物的去除作用 ,延長活性炭的使用周期 ,增強活性炭濾池的生物降解能力。華南理工大學(xué)陸少鳴教授團隊在給水處理進(jìn)行了BAF預(yù)處理與臭氧活性炭的比較研究，研究結(jié)果發(fā)表在《中國給水排水》2009年第13期上，其結(jié)論是：采用 BAF預(yù)處理與臭氧—活性炭工藝處理微污染水, 并從對主要污染物的去除效果、裝置運行維護(hù)及經(jīng)濟性這三個方面對這兩種處理工藝進(jìn)行了比較 。結(jié)果表明,兩種工藝對 NH3 -N的去除率均達(dá)到 90%以上 ,對 CODMn的去除率相當(dāng) ,皆為 61%左右;兩種工藝在運行維護(hù)方面各有利弊 ;與臭氧—活性炭工藝相比, BAF預(yù)處理工藝在投資上節(jié)省 40%以上、在運行費用降低60％以上，更適于普遍推廣。

一般提出的生物炭理念，都是利用水中的溶解氧作為氧源，而不另外曝氣，故臭氧－生物炭，或生物炭處理工藝，它脫除COD值是有限的，即使水中的溶解氧是飽和的，它能被全部利用起來降解脫除水中的有機物，其對水中有機物的脫除量最多也就只有10 mg/L的COD值。故生物炭技術(shù)，臭氧－生物炭技術(shù)往往應(yīng)用于給水領(lǐng)域，特別是微污染水源水的預(yù)處理。

而對于廢水處理的深度處理，提標(biāo)改造要求脫除的COD值往往大于10 mg/L，有時可能高達(dá)50 mg/L，這時，顯然使用O3－PAC工藝是不能滿足這個要求，而使用O3－BAF工藝，則可以輕易地進(jìn)一步脫除30 mg/L甚至60 mg/L的COD值，且又具有良好的脫色作用，故對于廢水的深度處理，采用O3－BAF的工藝就顯得更合適，可靠。

從目前國內(nèi)的研究報導(dǎo)與大規(guī)模應(yīng)用來看，雖然O3－BAF具有更強的水質(zhì)適應(yīng)性，更好的處理去除效果，且投資及運行成本比O3－PAC更低一點的優(yōu)勢，但大規(guī)模地應(yīng)用及研究報導(dǎo)的廣泛程度，O3－PAC則多得多。分析其原因，可能有以下幾個方面：O3－PAC技術(shù)歷史比O3－BAF更久，國內(nèi)雜志首次報導(dǎo)的時間差不多早了20年，且它也確實有較好的對水中水源水微量有機污染物的脫除效果。而相應(yīng)的設(shè)計院等已接收了O3－PAC這個工藝，人們的習(xí)慣惰性更喜歡選用已熟悉的工藝。另外，可能申請的專利，對該技術(shù)的推廣也形成一定的阻礙作用。其實國內(nèi)目前的專利，往往都是防君子而不防小人。以紡織印染行業(yè)為例，廣東溢達(dá)紡織有限公司在公司的3萬噸廢水深度處理系統(tǒng)，采用我們的O3－BAF工藝進(jìn)行招標(biāo)前，與我協(xié)商，支付五萬元購買了我們的專利使用權(quán)，使招標(biāo)的專利技術(shù)應(yīng)用完全合法合規(guī)。而江蘇省的另一家大型紡織印染公司，日處理2萬噸的廢水深度處理同樣也采用了我們的O3－BAF工藝，他們到溢達(dá)公司做了詳細(xì)調(diào)研，甚至也請我去給他們做了技術(shù)介紹，但他們就不愿支付這幾萬元的專利使用費。對自己使用其它人專利不愿支付相應(yīng)的技術(shù)費用，這樣的公司肯定沒有開發(fā)新技術(shù)的熱情，只希望如何降低成本進(jìn)行低價競爭注定是沒有前途的。

為了技術(shù)的推廣，我們已將專利收費降得很低，且反復(fù)強調(diào)，給我們少量專利費，我們將會結(jié)合多年研究的成果與經(jīng)驗，提供更合理的工藝設(shè)計參數(shù)，從而讓買我們專利的客戶能從實際工程中節(jié)省更多的費用，取得更好的經(jīng)濟收益。當(dāng)然在國內(nèi)要求尊重知識產(chǎn)權(quán)，還有不少路要走，任重道遠(yuǎn)！

我在這里張揚地宣稱：我們開發(fā)的一體化O3－BAF工藝是世界首創(chuàng)，將來在廢水深度處理領(lǐng)域，會得到越來越廣泛的應(yīng)用。其實我也是想看一看我們是不是真的世界首創(chuàng)，有沒有朋友拿出其它的證據(jù)證明我們在吹牛，另外，也想通過這另類的手段，來推廣和應(yīng)用我們開發(fā)的好技術(shù)！

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