生物活性炭用于水凈化

　　顆粒(li)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(廣泛(fan)用于從(cong)飲用水(shui)(shui)中去(qu)除溶解的有機物(wu)(wu)(wu)。20世紀70年代初，顆粒(li)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)過濾器中增(zeng)殖的細(xi)菌可能是過濾器中有機物(wu)(wu)(wu)去(qu)除的一部分。預臭(chou)氧化顯著增(zeng)強(qiang)了顆粒(li)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的生物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性。臭(chou)氧化與顆粒(li)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的結合通(tong)常稱(cheng)為生物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)工(gong)藝或生物(wu)(wu)(wu)增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)工(gong)藝。在許多大型水(shui)(shui)處理廠實施(shi)生物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)。廣泛(fan)使用的原因是地表水(shui)(shui)水(shui)(shui)質普(pu)遍較差，注重氯化副產品。

　　在(zai)(zai)生物活(huo)性(xing)炭過濾器(qi)中生物消除(chu)溶(rong)解的(de)(de)有機(ji)化(hua)合物提供了幾個完(wan)成的(de)(de)水質優點。例如(ru)，生物活(huo)性(xing)炭去除(chu)了大(da)部分溶(rong)解的(de)(de)有機(ji)碳(DOC)。通過吸附和生物活(huo)性(xing)炭去除(chu)DOC理論(lun)表示如(ru)圖所示。*初(chu)，大(da)多數通過物理吸附去除(chu)(周期)A)，細菌處(chu)于馴化(hua)階(jie)段。在(zai)(zai)此期間，DOC去除(chu)率在(zai)(zai)40%到90%之間。生物活(huo)性(xing)炭上10%至20%的(de)(de)等(deng)級是不可吸收(shou)的(de)(de)。

　　在B期間(jian)，吸附和生物降解并行(xing)運行(xing)。細菌現在適應，吸附位(wei)置飽和，吸附去(qu)(qu)除逐(zhu)漸(jian)減少(shao)。周期C稱為穩(wen)態周期。生物氧化(hua)負責DOC去(qu)(qu)除的主要過程。大部分(fen)吸附能(neng)力(li)都(dou)耗盡了(le)。在穩(wen)態條件(jian)下，DOC去(qu)(qu)除率在15%到40%之間(jian)。若在穩(wen)態條件(jian)下取得的去(qu)(qu)除效(xiao)率符合治療目標，則可顯著提高活(huo)性炭的使用壽命。

　　自然存(cun)在(zai)包(bao)括表面水DOC已(yi)知化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)是(shi)消毒(氯化(hua)(hua)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)(DBP)如三鹵甲烷(THM)和(he)(he)鹵代乙酸(HAAs)的(de)前(qian)體。THM和(he)(he)HAAs是(shi)D-DBP主(zhu)要(yao)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)在(zai)規則下。這些(xie)DBP前(qian)體的(de)去(qu)(qu)除(chu)和(he)(he)去(qu)(qu)除(chu)DOC相關。然而，對(dui)(dui)于總有機(ji)鹵素，(TOX)，THM和(he)(he)HAA對(dui)(dui)前(qian)體，對(dui)(dui)DOC這些(xie)氯反(fan)應性化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)生物(wu)(wu)(wu)處理具有較(jiao)高(gao)的(de)去(qu)(qu)除(chu)效率。在(zai)穩態(tai)條件下，THM和(he)(he)HAA前(qian)體的(de)去(qu)(qu)除(chu)效率據報道(dao)為20%至(zhi)70%。在(zai)工藝的(de)初始(shi)階段(階段)A)，去(qu)(qu)除(chu)效率要(yao)高(gao)得多，通過物(wu)(wu)(wu)理吸附去(qu)(qu)除(chu)75%到(dao)90%的(de)前(qian)體。

　　顆粒活性炭過濾器中的生物(wu)(wu)氧化(hua)也(ye)能有效去(qu)(qu)除氨等無(wu)機物(wu)(wu)。氨是(shi)一種促進生物(wu)(wu)生長和與(yu)氯反應(ying)的有毒化(hua)學(xue)物(wu)(wu)質。DOC和氨的組(zu)合去(qu)(qu)除顯著降低(di)了(le)成品(pin)水(shui)的氯需求。降低(di)氯需求DBP水(shui)的審美質量得到了(le)提(ti)高。

　　預臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)為(wei)水處(chu)理(li)過(guo)程提供了許多好處(chu)(例如，不形成THM或(huo)HAAs優良消毒(du)、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少味道和氣味，增(zeng)(zeng)強生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性(xing)(xing)等(deng)。但臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)副產物(wu)(wu)(wu)通常容易生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)，并可(ke)能導致分(fen)配系統(tong)中的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)長。在BAC去除(chu)這些(xie)可(ke)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)會導致生(sheng)物(wu)(wu)(wu)再生(sheng)長的控制(zhi)和殘(can)留氯的穩定性(xing)(xing)增(zeng)(zeng)加。有(you)機碳在穩態條件下可(ke)吸收(AOC)有(you)機碳和生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(BDOC)在50%到100%之間(jian)報(bao)告了去除(chu)效(xiao)率(lv)。此(ci)外，這一過(guo)程還(huan)可(ke)能導致臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)副產品完全消除(chu)健康問題，并對未來有(you)規(gui)定。這些(xie)包括一些(xie)短(duan)鏈醛(quan)。

　　生物活(huo)性顆(ke)粒活(huo)性炭(tan)也可(ke)以(yi)(yi)有效消除合成(cheng)有機化學(xue)物質，如苯，甲(jia)苯，以(yi)(yi)及像莠(you)去津這樣的農藥，這些都有健(jian)康問題(ti)。該方法還(huan)可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低味道和(he)氣味化合物如短鏈醛(水果(guo))，胺和(he)脂族醛(魚腥味)和(he)酚類和(he)氯化酚(防(fang)腐/藥用)的濃度(du)。

　　*后(hou)，生(sheng)(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)性炭(tan)可以通過(guo)消除競(jing)爭吸附點的(de)物質來提高(gao)顆粒活(huo)(huo)性炭(tan)對(dui)非(fei)生(sheng)(sheng)(sheng)物或非(fei)生(sheng)(sheng)(sheng)物降(jiang)解化合(he)物的(de)吸附能(neng)力。這有時(shi)被(bei)稱為生(sheng)(sheng)(sheng)物再生(sheng)(sheng)(sheng)效應。