生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(廣泛(fan)(fan)用(yong)(yong)于從(cong)飲用(yong)(yong)水(shui)中(zhong)(zhong)去除溶(rong)解(jie)的(de)(de)有機物(wu)。20世紀(ji)70年代初，顆(ke)粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)過濾(lv)器中(zhong)(zhong)增殖的(de)(de)細(xi)菌可能是過濾(lv)器中(zhong)(zhong)有機物(wu)去除的(de)(de)一部(bu)分。預臭(chou)氧化顯著(zhu)增強了顆(ke)粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)。臭(chou)氧化與顆(ke)粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)結合通常稱為生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝或生物(wu)增強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝。在許多大型水(shui)處理廠(chang)實施生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。廣泛(fan)(fan)使用(yong)(yong)的(de)(de)原因是地表水(shui)水(shui)質普(pu)遍較差，注重氯化副產品。

　　在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過濾器(qi)中生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)消除(chu)溶解的有機化(hua)合物(wu)(wu)提供了(le)幾個完成的水質優點。例如，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)了(le)大部(bu)分溶解的有機碳(DOC)。通過吸附和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)DOC理(li)論表示如圖所示。*初，大多數通過物(wu)(wu)理(li)吸附去(qu)除(chu)(周期)A)，細菌處于馴化(hua)階段。在此期間，DOC去(qu)除(chu)率在40%到90%之間。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)上10%至20%的等級是(shi)不可吸收的。

　　在(zai)(zai)B期(qi)間，吸(xi)附(fu)(fu)和(he)生物降解并行(xing)(xing)運行(xing)(xing)。細菌現(xian)在(zai)(zai)適應，吸(xi)附(fu)(fu)位置(zhi)飽(bao)和(he)，吸(xi)附(fu)(fu)去(qu)除(chu)(chu)逐(zhu)漸減少(shao)。周(zhou)期(qi)C稱為穩(wen)(wen)態周(zhou)期(qi)。生物氧化負責DOC去(qu)除(chu)(chu)的(de)主要(yao)過程。大部(bu)分吸(xi)附(fu)(fu)能力都耗盡了。在(zai)(zai)穩(wen)(wen)態條件下，DOC去(qu)除(chu)(chu)率在(zai)(zai)15%到40%之間。若在(zai)(zai)穩(wen)(wen)態條件下取(qu)得的(de)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率符(fu)合治療目(mu)標，則可顯著提高(gao)活性炭的(de)使用(yong)壽命(ming)。

　　自(zi)然存在(zai)包括表面(mian)水DOC已(yi)知化(hua)合物是消毒(du)(氯(lv)化(hua)化(hua)合物(DBP)如三鹵甲(jia)烷(wan)(THM)和(he)(he)(he)鹵代乙酸(HAAs)的(de)前體(ti)(ti)。THM和(he)(he)(he)HAAs是D-DBP主要(yao)化(hua)合物在(zai)規則下(xia)。這些(xie)DBP前體(ti)(ti)的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)和(he)(he)(he)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)DOC相關。然而，對(dui)于總有(you)機(ji)鹵素，(TOX)，THM和(he)(he)(he)HAA對(dui)前體(ti)(ti)，對(dui)DOC這些(xie)氯(lv)反應性化(hua)合物的(de)生物處理(li)具(ju)有(you)較高(gao)的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)效率。在(zai)穩態條件下(xia)，THM和(he)(he)(he)HAA前體(ti)(ti)的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)效率據報道為(wei)20%至(zhi)70%。在(zai)工(gong)藝的(de)初始階(jie)段(階(jie)段)A)，去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)效率要(yao)高(gao)得多，通過物理(li)吸附(fu)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)75%到90%的(de)前體(ti)(ti)。

　　顆粒活性炭過濾器(qi)中(zhong)的(de)生(sheng)物(wu)氧化也能有效去除氨(an)等(deng)無(wu)機(ji)物(wu)。氨(an)是一(yi)種促進(jin)生(sheng)物(wu)生(sheng)長和(he)(he)與(yu)氯(lv)反(fan)應的(de)有毒化學物(wu)質(zhi)。DOC和(he)(he)氨(an)的(de)組合去除顯(xian)著(zhu)降低了成品水的(de)氯(lv)需求(qiu)。降低氯(lv)需求(qiu)DBP水的(de)審美質(zhi)量得(de)到了提高。

　　預臭氧(yang)化(hua)(hua)為水處理過程提供了(le)許(xu)多(duo)好處(例如，不形成THM或HAAs優良消(xiao)毒、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵(tie)，除(chu)錳，減(jian)少味道和氣味，增強(qiang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性等。但臭氧(yang)化(hua)(hua)副產物(wu)(wu)通常容易生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)，并可(ke)能導致(zhi)(zhi)分配系(xi)統中(zhong)的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)。在(zai)BAC去(qu)除(chu)這(zhe)(zhe)些可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)會導致(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)的控(kong)制(zhi)和殘留氯的穩定性增加。有機碳(tan)(tan)在(zai)穩態條(tiao)件下(xia)可(ke)吸收(AOC)有機碳(tan)(tan)和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(BDOC)在(zai)50%到100%之間報告了(le)去(qu)除(chu)效率(lv)。此外，這(zhe)(zhe)一過程還可(ke)能導致(zhi)(zhi)臭氧(yang)化(hua)(hua)副產品完(wan)全消(xiao)除(chu)健康問題(ti)，并對未來(lai)有規定。這(zhe)(zhe)些包括一些短鏈醛。

　　生物活性(xing)顆粒活性(xing)炭也可(ke)以(yi)有效消(xiao)除合成有機化(hua)學物質，如苯，甲苯，以(yi)及(ji)像(xiang)莠去(qu)津(jin)這樣的農藥(yao)，這些都有健(jian)康問題。該方法還(huan)可(ke)以(yi)降低味道(dao)和氣味化(hua)合物如短(duan)鏈醛(quan)(水(shui)果(guo))，胺和脂族醛(quan)(魚(yu)腥(xing)味)和酚類和氯化(hua)酚(防腐/藥(yao)用)的濃度。

　　*后，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)性(xing)炭可以通過消除競爭吸附點(dian)的(de)物(wu)(wu)(wu)質來提(ti)高(gao)顆粒活(huo)性(xing)炭對(dui)非生(sheng)物(wu)(wu)(wu)或非生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)化合物(wu)(wu)(wu)的(de)吸附能力。這有時被稱為生(sheng)物(wu)(wu)(wu)再生(sheng)效應。