生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)從飲用(yong)(yong)水中(zhong)去(qu)除(chu)(chu)溶(rong)解的有機物。20世紀70年代初，顆(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過濾(lv)器中(zhong)增殖的細(xi)菌可(ke)能(neng)是過濾(lv)器中(zhong)有機物去(qu)除(chu)(chu)的一部分。預臭氧化(hua)顯著增強(qiang)了顆(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的生(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)。臭氧化(hua)與顆(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的結(jie)合(he)通常稱為生(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)工(gong)藝或生(sheng)物增強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)工(gong)藝。在許多大型水處(chu)理廠實(shi)施生(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。廣(guang)泛使用(yong)(yong)的原因是地表水水質普遍較差，注重氯(lv)化(hua)副(fu)產品。

　　在生(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)炭過濾器(qi)中生(sheng)物(wu)消(xiao)除(chu)溶(rong)解(jie)的(de)有機化合物(wu)提(ti)供了(le)幾個(ge)完成的(de)水質優點。例如，生(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)炭去除(chu)了(le)大部分溶(rong)解(jie)的(de)有機碳(tan)(DOC)。通過吸附(fu)和生(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)炭去除(chu)DOC理論表示(shi)(shi)如圖所(suo)示(shi)(shi)。*初，大多數通過物(wu)理吸附(fu)去除(chu)(周(zhou)期)A)，細菌處(chu)于(yu)馴(xun)化階段(duan)。在此期間(jian)，DOC去除(chu)率在40%到90%之間(jian)。生(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)炭上10%至(zhi)20%的(de)等級是不可(ke)吸收的(de)。

　　在(zai)B期(qi)間，吸附和生物降(jiang)解(jie)并行(xing)運行(xing)。細(xi)菌現在(zai)適(shi)應，吸附位(wei)置飽和，吸附去(qu)除(chu)逐漸減(jian)少。周期(qi)C稱為穩態周期(qi)。生物氧化負責DOC去(qu)除(chu)的主要過程。大部(bu)分吸附能力都耗盡了(le)。在(zai)穩態條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)，DOC去(qu)除(chu)率(lv)在(zai)15%到40%之(zhi)間。若在(zai)穩態條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)取得(de)的去(qu)除(chu)效率(lv)符合治療目標(biao)，則可顯著提高活性炭(tan)的使用壽命(ming)。

　　自然存在(zai)包括(kuo)表面水DOC已知化(hua)合物(wu)(wu)(wu)是消毒(氯化(hua)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)(DBP)如三鹵甲(jia)烷(THM)和(he)鹵代乙(yi)酸(HAAs)的(de)(de)前體(ti)(ti)。THM和(he)HAAs是D-DBP主要(yao)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)在(zai)規則下(xia)(xia)。這(zhe)些DBP前體(ti)(ti)的(de)(de)去除(chu)和(he)去除(chu)DOC相關。然而，對于總有(you)機鹵素，(TOX)，THM和(he)HAA對前體(ti)(ti)，對DOC這(zhe)些氯反(fan)應性(xing)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)處理具有(you)較高的(de)(de)去除(chu)效(xiao)率(lv)。在(zai)穩態條件下(xia)(xia)，THM和(he)HAA前體(ti)(ti)的(de)(de)去除(chu)效(xiao)率(lv)據報道為20%至70%。在(zai)工(gong)藝的(de)(de)初始階(jie)段(階(jie)段)A)，去除(chu)效(xiao)率(lv)要(yao)高得(de)多，通過物(wu)(wu)(wu)理吸(xi)附去除(chu)75%到90%的(de)(de)前體(ti)(ti)。

　　顆(ke)粒活性炭過濾器(qi)中的(de)(de)生(sheng)(sheng)物氧化(hua)也能(neng)有效去除氨等無(wu)機物。氨是(shi)一種促進生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長和(he)與氯反應的(de)(de)有毒化(hua)學(xue)物質。DOC和(he)氨的(de)(de)組合(he)去除顯著降(jiang)低(di)了(le)成品(pin)水(shui)的(de)(de)氯需(xu)求。降(jiang)低(di)氯需(xu)求DBP水(shui)的(de)(de)審美質量得(de)到了(le)提高。

　　預臭(chou)(chou)氧化(hua)(hua)(hua)為(wei)水處(chu)理過程提(ti)供了許(xu)多(duo)好(hao)處(chu)(例如，不形成THM或(huo)HAAs優良消毒、微絮凝、除(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)鐵，除(chu)(chu)錳，減少味道和氣味，增(zeng)強生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性等(deng)。但臭(chou)(chou)氧化(hua)(hua)(hua)副(fu)(fu)產物(wu)(wu)(wu)通常容(rong)易生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)，并(bing)可能(neng)導(dao)致分(fen)配系(xi)統(tong)中(zhong)的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)長。在BAC去除(chu)(chu)這些(xie)(xie)可生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)會導(dao)致生(sheng)物(wu)(wu)(wu)再(zai)生(sheng)長的控制和殘留氯的穩定(ding)性增(zeng)加。有機碳(tan)在穩態條件下可吸收(AOC)有機碳(tan)和生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(BDOC)在50%到(dao)100%之間報告了去除(chu)(chu)效率。此外，這一過程還可能(neng)導(dao)致臭(chou)(chou)氧化(hua)(hua)(hua)副(fu)(fu)產品完全(quan)消除(chu)(chu)健康問題，并(bing)對未來有規定(ding)。這些(xie)(xie)包括一些(xie)(xie)短鏈醛。

　　生物活(huo)性顆粒活(huo)性炭也可(ke)以有效(xiao)消除(chu)合(he)成有機(ji)化學物質，如(ru)(ru)苯(ben)，甲苯(ben)，以及像莠去(qu)津這樣的(de)(de)農藥，這些(xie)都有健康問題。該方法還(huan)可(ke)以降低(di)味(wei)道和(he)(he)氣味(wei)化合(he)物如(ru)(ru)短鏈醛(水果)，胺和(he)(he)脂族醛(魚腥(xing)味(wei))和(he)(he)酚(fen)類和(he)(he)氯(lv)化酚(fen)(防腐/藥用)的(de)(de)濃度(du)。

　　*后，生(sheng)物(wu)活性(xing)炭(tan)可以通過消除競爭吸(xi)附點的物(wu)質來提高顆粒活性(xing)炭(tan)對非(fei)生(sheng)物(wu)或非(fei)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)化合(he)物(wu)的吸(xi)附能力。這有時被稱(cheng)為生(sheng)物(wu)再生(sheng)效(xiao)應。