生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(廣泛(fan)用(yong)(yong)于從(cong)飲用(yong)(yong)水中(zhong)(zhong)去(qu)除溶解的有機物(wu)。20世紀70年代初，顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)(guo)濾器中(zhong)(zhong)增(zeng)殖的細(xi)菌可能(neng)是過(guo)(guo)濾器中(zhong)(zhong)有機物(wu)去(qu)除的一部分。預(yu)臭(chou)氧化顯著增(zeng)強(qiang)了顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)。臭(chou)氧化與顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的結合(he)通常稱為生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)工藝或生(sheng)物(wu)增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)工藝。在許多大型水處理廠實施生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。廣泛(fan)使用(yong)(yong)的原因是地表(biao)水水質普遍較差，注重氯化副產(chan)品(pin)。

　　在生(sheng)物活性炭(tan)過濾器中生(sheng)物消除(chu)溶解的(de)有(you)(you)機化(hua)合物提供了幾(ji)個完成的(de)水質(zhi)優點。例(li)如，生(sheng)物活性炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)了大(da)(da)部分溶解的(de)有(you)(you)機碳(DOC)。通過吸(xi)(xi)附和生(sheng)物活性炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)DOC理(li)(li)論表(biao)示如圖所(suo)示。*初，大(da)(da)多數通過物理(li)(li)吸(xi)(xi)附去(qu)(qu)除(chu)(周期)A)，細菌處于馴化(hua)階(jie)段。在此期間(jian)，DOC去(qu)(qu)除(chu)率在40%到90%之間(jian)。生(sheng)物活性炭(tan)上10%至20%的(de)等級是不可吸(xi)(xi)收的(de)。

　　在(zai)B期間，吸(xi)附和生物降(jiang)解并行運(yun)行。細菌現在(zai)適應，吸(xi)附位置飽和，吸(xi)附去(qu)(qu)除逐漸減少。周期C稱為穩態周期。生物氧(yang)化負責DOC去(qu)(qu)除的主要過(guo)程。大部分吸(xi)附能力都耗盡了(le)。在(zai)穩態條件(jian)下(xia)，DOC去(qu)(qu)除率在(zai)15%到40%之間。若(ruo)在(zai)穩態條件(jian)下(xia)取得的去(qu)(qu)除效率符合(he)治療目(mu)標，則(ze)可(ke)顯著提高活性炭的使(shi)用壽命。

　　自然(ran)存在(zai)包(bao)括(kuo)表面水DOC已知(zhi)化(hua)合物(wu)是(shi)消毒(氯(lv)化(hua)化(hua)合物(wu)(DBP)如三(san)鹵(lu)(lu)甲烷(wan)(THM)和鹵(lu)(lu)代乙酸(HAAs)的(de)前(qian)(qian)體(ti)(ti)。THM和HAAs是(shi)D-DBP主要化(hua)合物(wu)在(zai)規則下。這(zhe)些DBP前(qian)(qian)體(ti)(ti)的(de)去除(chu)和去除(chu)DOC相關。然(ran)而(er)，對(dui)于總有機(ji)鹵(lu)(lu)素(su)，(TOX)，THM和HAA對(dui)前(qian)(qian)體(ti)(ti)，對(dui)DOC這(zhe)些氯(lv)反應性化(hua)合物(wu)的(de)生物(wu)處理(li)具有較高的(de)去除(chu)效率(lv)。在(zai)穩態條件下，THM和HAA前(qian)(qian)體(ti)(ti)的(de)去除(chu)效率(lv)據報道為20%至70%。在(zai)工藝的(de)初始階段(階段)A)，去除(chu)效率(lv)要高得多，通過物(wu)理(li)吸附去除(chu)75%到90%的(de)前(qian)(qian)體(ti)(ti)。

　　顆粒活性炭過濾器中的(de)(de)生物氧化也能有效去除氨(an)等(deng)無(wu)機物。氨(an)是一種促(cu)進生物生長和(he)與氯反(fan)應的(de)(de)有毒化學物質(zhi)。DOC和(he)氨(an)的(de)(de)組合去除顯(xian)著降低了(le)成品(pin)水的(de)(de)氯需求(qiu)。降低氯需求(qiu)DBP水的(de)(de)審美質(zhi)量得到了(le)提高。

　　預臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)為水處理過程提供(gong)了(le)許多好(hao)處(例(li)如，不形(xing)成THM或(huo)HAAs優良消毒、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少味道和氣味，增強生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)等。但臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)副產物(wu)(wu)通常容(rong)易生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解，并(bing)可(ke)(ke)能導致(zhi)分(fen)配系統中的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)長。在BAC去(qu)除(chu)這些(xie)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解化(hua)合物(wu)(wu)會導致(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再(zai)生(sheng)(sheng)長的(de)(de)控制和殘留氯(lv)的(de)(de)穩定性(xing)(xing)增加。有機碳在穩態(tai)條件下可(ke)(ke)吸收(AOC)有機碳和生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(BDOC)在50%到(dao)100%之間報(bao)告了(le)去(qu)除(chu)效率(lv)。此外，這一(yi)過程還可(ke)(ke)能導致(zhi)臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)副產品完全消除(chu)健康問題(ti)，并(bing)對未來(lai)有規定。這些(xie)包括(kuo)一(yi)些(xie)短鏈(lian)醛。

　　生(sheng)物活(huo)性顆粒活(huo)性炭也可以有效消除合成有機化(hua)學(xue)物質，如(ru)(ru)苯，甲苯，以及像莠去津這樣的農藥，這些都有健康問題(ti)。該方法還可以降低味道和氣味化(hua)合物如(ru)(ru)短鏈(lian)醛(水(shui)果)，胺和脂族醛(魚(yu)腥味)和酚(fen)類和氯化(hua)酚(fen)(防腐/藥用)的濃度。

　　*后，生物(wu)(wu)活(huo)性炭(tan)可以(yi)通(tong)過消除競爭吸(xi)附點的(de)物(wu)(wu)質來提高顆粒活(huo)性炭(tan)對非(fei)生物(wu)(wu)或非(fei)生物(wu)(wu)降解化合物(wu)(wu)的(de)吸(xi)附能力(li)。這有時被(bei)稱為生物(wu)(wu)再生效應。