生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(廣泛(fan)用(yong)(yong)于從飲(yin)用(yong)(yong)水(shui)中去(qu)除溶解的(de)有機物(wu)(wu)。20世紀70年代初，顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)過濾器(qi)(qi)中增(zeng)殖(zhi)的(de)細(xi)菌(jun)可能是過濾器(qi)(qi)中有機物(wu)(wu)去(qu)除的(de)一部(bu)分(fen)。預臭氧(yang)化(hua)顯著增(zeng)強了(le)顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)。臭氧(yang)化(hua)與顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)結合通常稱為生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工(gong)藝或生(sheng)物(wu)(wu)增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工(gong)藝。在許多大(da)型水(shui)處理廠實施生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。廣泛(fan)使(shi)用(yong)(yong)的(de)原(yuan)因是地表水(shui)水(shui)質普遍較差，注重氯化(hua)副產品。

　　在生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭過濾器中生物(wu)(wu)(wu)消(xiao)除(chu)(chu)溶(rong)解(jie)的(de)(de)有機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)提(ti)供了幾個(ge)完成的(de)(de)水質優點。例如，生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)了大部分溶(rong)解(jie)的(de)(de)有機碳(DOC)。通過吸附和生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)DOC理(li)論表示(shi)(shi)如圖所示(shi)(shi)。*初，大多數通過物(wu)(wu)(wu)理(li)吸附去(qu)除(chu)(chu)(周期)A)，細(xi)菌處于馴(xun)化(hua)階段。在此期間，DOC去(qu)除(chu)(chu)率在40%到90%之間。生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭上(shang)10%至20%的(de)(de)等級是(shi)不可吸收(shou)的(de)(de)。

　　在B期(qi)(qi)間，吸(xi)(xi)附和(he)生(sheng)物降解并行(xing)(xing)運行(xing)(xing)。細(xi)菌現在適應(ying)，吸(xi)(xi)附位置飽和(he)，吸(xi)(xi)附去(qu)(qu)除(chu)逐(zhu)漸(jian)減少(shao)。周期(qi)(qi)C稱為穩(wen)態(tai)周期(qi)(qi)。生(sheng)物氧化負責DOC去(qu)(qu)除(chu)的主要過(guo)程。大部分吸(xi)(xi)附能力都耗(hao)盡了(le)。在穩(wen)態(tai)條件下(xia)，DOC去(qu)(qu)除(chu)率(lv)在15%到40%之(zhi)間。若在穩(wen)態(tai)條件下(xia)取(qu)得的去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)符合治(zhi)療目(mu)標，則可顯著提高活(huo)性炭的使(shi)用壽命。

　　自(zi)然(ran)存在(zai)包括表面水DOC已知化合物(wu)(wu)是消毒(du)(氯化化合物(wu)(wu)(DBP)如三鹵甲(jia)烷(THM)和鹵代乙酸(HAAs)的(de)(de)前(qian)體。THM和HAAs是D-DBP主(zhu)要(yao)化合物(wu)(wu)在(zai)規(gui)則(ze)下。這些DBP前(qian)體的(de)(de)去(qu)除(chu)和去(qu)除(chu)DOC相關(guan)。然(ran)而(er)，對于總有機鹵素，(TOX)，THM和HAA對前(qian)體，對DOC這些氯反應性化合物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)處(chu)理具有較高的(de)(de)去(qu)除(chu)效率(lv)。在(zai)穩態(tai)條件下，THM和HAA前(qian)體的(de)(de)去(qu)除(chu)效率(lv)據報道為20%至70%。在(zai)工藝的(de)(de)初(chu)始階段(階段)A)，去(qu)除(chu)效率(lv)要(yao)高得多(duo)，通過物(wu)(wu)理吸附去(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)前(qian)體。

　　顆粒活性炭過濾器中的生物(wu)氧化也能有效去除氨等無機物(wu)。氨是(shi)一(yi)種促進生物(wu)生長(chang)和與氯反(fan)應的有毒化學(xue)物(wu)質。DOC和氨的組合去除顯著(zhu)降低(di)了成品水的氯需求。降低(di)氯需求DBP水的審美質量得到了提高。

　　預臭(chou)氧化(hua)為(wei)水處理(li)過程提供(gong)了許多好處(例如，不形成THM或HAAs優良消毒、微絮凝(ning)、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少味道和(he)氣味，增強生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)等。但臭(chou)氧化(hua)副(fu)產物(wu)通常容易生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)，并可(ke)能導致(zhi)分配系統中的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長。在BAC去(qu)除(chu)這(zhe)(zhe)些(xie)可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)化(hua)合物(wu)會導致(zhi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的(de)控制(zhi)和(he)殘留氯(lv)的(de)穩(wen)定性(xing)增加。有(you)機(ji)碳(tan)在穩(wen)態條件下可(ke)吸收(shou)(AOC)有(you)機(ji)碳(tan)和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)(BDOC)在50%到100%之(zhi)間(jian)報告了去(qu)除(chu)效率。此外，這(zhe)(zhe)一過程還(huan)可(ke)能導致(zhi)臭(chou)氧化(hua)副(fu)產品完(wan)全消除(chu)健康問(wen)題，并對未(wei)來(lai)有(you)規(gui)定。這(zhe)(zhe)些(xie)包括一些(xie)短(duan)鏈醛(quan)。

　　生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)顆粒活(huo)性(xing)炭也可(ke)以(yi)有效消除合(he)成有機化學物(wu)質，如苯(ben)，甲苯(ben)，以(yi)及像莠去津(jin)這(zhe)樣的(de)(de)農藥(yao)，這(zhe)些(xie)都有健康問(wen)題。該方法還可(ke)以(yi)降低味(wei)道和(he)氣(qi)味(wei)化合(he)物(wu)如短鏈醛(quan)(水果)，胺和(he)脂(zhi)族醛(quan)(魚(yu)腥味(wei))和(he)酚類和(he)氯化酚(防腐/藥(yao)用)的(de)(de)濃度。

　　*后(hou)，生(sheng)物(wu)活性炭可以通過消(xiao)除競爭(zheng)吸附點(dian)的(de)物(wu)質來提高顆(ke)粒活性炭對非(fei)生(sheng)物(wu)或非(fei)生(sheng)物(wu)降解化合物(wu)的(de)吸附能(neng)力(li)。這有時被稱(cheng)為(wei)生(sheng)物(wu)再生(sheng)效(xiao)應。