生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于從飲用(yong)(yong)水(shui)中去(qu)除溶解的有機(ji)物。20世紀70年代初(chu)，顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭過(guo)(guo)濾(lv)器中增殖的細菌可能是過(guo)(guo)濾(lv)器中有機(ji)物去(qu)除的一(yi)部分。預(yu)臭氧化(hua)顯著增強了(le)顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的生物活(huo)(huo)性(xing)(xing)。臭氧化(hua)與(yu)顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的結合通常稱為(wei)生物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭工(gong)藝(yi)或生物增強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭工(gong)藝(yi)。在許多大型水(shui)處理廠實施生物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭。廣(guang)泛(fan)使用(yong)(yong)的原因是地表水(shui)水(shui)質普(pu)遍較差，注重(zhong)氯化(hua)副產品。

　　在生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)過濾器(qi)中生物(wu)(wu)消(xiao)除(chu)溶(rong)解的(de)有機化合物(wu)(wu)提供(gong)了幾個完成(cheng)的(de)水質(zhi)優點(dian)。例(li)如(ru)，生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去除(chu)了大(da)(da)部分(fen)溶(rong)解的(de)有機碳(DOC)。通(tong)過吸附(fu)和生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去除(chu)DOC理(li)論表示如(ru)圖所示。*初，大(da)(da)多數通(tong)過物(wu)(wu)理(li)吸附(fu)去除(chu)(周(zhou)期(qi))A)，細菌處于馴化階段(duan)。在此期(qi)間，DOC去除(chu)率在40%到90%之(zhi)間。生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上(shang)10%至20%的(de)等級是不可吸收的(de)。

　　在B期間，吸(xi)(xi)附(fu)和生物(wu)降解并行(xing)運行(xing)。細菌(jun)現在適應，吸(xi)(xi)附(fu)位(wei)置(zhi)飽和，吸(xi)(xi)附(fu)去除(chu)(chu)(chu)逐漸(jian)減少(shao)。周期C稱為穩態周期。生物(wu)氧化負責DOC去除(chu)(chu)(chu)的(de)主(zhu)要過程。大部分吸(xi)(xi)附(fu)能力都(dou)耗盡了。在穩態條件下，DOC去除(chu)(chu)(chu)率在15%到(dao)40%之間。若(ruo)在穩態條件下取(qu)得的(de)去除(chu)(chu)(chu)效率符(fu)合治療目標，則可顯(xian)著提高活性炭的(de)使用壽命。

　　自(zi)然存在(zai)包括表面(mian)水DOC已知化合(he)物(wu)(wu)是消毒(氯化化合(he)物(wu)(wu)(DBP)如三(san)鹵甲烷(THM)和(he)(he)(he)(he)鹵代乙酸(suan)(HAAs)的(de)(de)前(qian)(qian)體(ti)。THM和(he)(he)(he)(he)HAAs是D-DBP主要化合(he)物(wu)(wu)在(zai)規(gui)則下。這些DBP前(qian)(qian)體(ti)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)和(he)(he)(he)(he)去(qu)(qu)除(chu)DOC相關。然而，對(dui)(dui)于總(zong)有(you)機鹵素，(TOX)，THM和(he)(he)(he)(he)HAA對(dui)(dui)前(qian)(qian)體(ti)，對(dui)(dui)DOC這些氯反應性化合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)處理(li)具有(you)較高(gao)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效率。在(zai)穩態條件下，THM和(he)(he)(he)(he)HAA前(qian)(qian)體(ti)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效率據報道為20%至70%。在(zai)工藝的(de)(de)初(chu)始階段(階段)A)，去(qu)(qu)除(chu)效率要高(gao)得多，通(tong)過物(wu)(wu)理(li)吸附去(qu)(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)前(qian)(qian)體(ti)。

　　顆(ke)粒活性炭(tan)過濾(lv)器中(zhong)的生(sheng)物(wu)氧(yang)化也(ye)能有效(xiao)去(qu)除(chu)氨等無機物(wu)。氨是一種促進生(sheng)物(wu)生(sheng)長和(he)與氯(lv)(lv)反(fan)應的有毒化學(xue)物(wu)質。DOC和(he)氨的組合去(qu)除(chu)顯(xian)著降低(di)了(le)成(cheng)品(pin)水的氯(lv)(lv)需(xu)求。降低(di)氯(lv)(lv)需(xu)求DBP水的審美質量(liang)得到了(le)提高。

　　預臭氧(yang)化(hua)為水(shui)處理過程(cheng)提供了許多好處(例如，不形成THM或HAAs優良(liang)消毒、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵(tie)，除(chu)錳(meng)，減(jian)少味道和氣味，增強生物(wu)活性等。但臭氧(yang)化(hua)副產(chan)(chan)物(wu)通常容易(yi)生物(wu)降(jiang)解(jie)，并可能導致(zhi)分配系統中的生物(wu)生長。在BAC去除(chu)這(zhe)些(xie)可生物(wu)降(jiang)解(jie)化(hua)合物(wu)會導致(zhi)生物(wu)再(zai)生長的控(kong)制和殘留氯的穩(wen)定性增加。有(you)(you)機(ji)碳在穩(wen)態條(tiao)件下可吸收(shou)(AOC)有(you)(you)機(ji)碳和生物(wu)降(jiang)解(jie)(BDOC)在50%到(dao)100%之間報告了去除(chu)效率。此外，這(zhe)一過程(cheng)還可能導致(zhi)臭氧(yang)化(hua)副產(chan)(chan)品完全(quan)消除(chu)健康問題，并對(dui)未(wei)來有(you)(you)規定。這(zhe)些(xie)包括一些(xie)短鏈醛(quan)。

　　生(sheng)物活性(xing)顆粒活性(xing)炭(tan)也可(ke)以有效(xiao)消(xiao)除合(he)成(cheng)有機化(hua)學物質，如苯，甲苯，以及像莠去津這樣的(de)農藥，這些(xie)都有健康問題。該方法還可(ke)以降低味(wei)(wei)道和(he)(he)氣味(wei)(wei)化(hua)合(he)物如短鏈醛(水果)，胺和(he)(he)脂族醛(魚(yu)腥味(wei)(wei))和(he)(he)酚類和(he)(he)氯化(hua)酚(防(fang)腐/藥用)的(de)濃度。

　　*后，生物(wu)(wu)活(huo)性炭可以通過消除競爭(zheng)吸附點的(de)物(wu)(wu)質(zhi)來提高顆粒活(huo)性炭對非生物(wu)(wu)或非生物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)化合(he)物(wu)(wu)的(de)吸附能力。這(zhe)有時被(bei)稱(cheng)為(wei)生物(wu)(wu)再生效應。