生物活性炭用于水凈化

　　顆粒(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(廣(guang)(guang)泛(fan)用(yong)于(yu)從飲(yin)用(yong)水(shui)中(zhong)去除溶解的(de)(de)(de)有機物。20世(shi)紀70年代初，顆粒(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾(lv)器中(zhong)增(zeng)殖的(de)(de)(de)細(xi)菌可能是過(guo)濾(lv)器中(zhong)有機物去除的(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分。預臭氧(yang)化顯著(zhu)增(zeng)強了顆粒(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)生物活性(xing)(xing)。臭氧(yang)化與顆粒(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)結合(he)通常(chang)稱為(wei)生物活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)工(gong)藝或生物增(zeng)強活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)工(gong)藝。在許多大型水(shui)處理廠(chang)實(shi)施(shi)生物活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。廣(guang)(guang)泛(fan)使用(yong)的(de)(de)(de)原因(yin)是地表水(shui)水(shui)質普遍(bian)較差，注重氯化副產品。

　　在(zai)生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)過(guo)濾器中(zhong)生物(wu)(wu)消(xiao)除(chu)溶(rong)解(jie)的(de)有(you)機(ji)化(hua)合(he)物(wu)(wu)提(ti)供了(le)幾(ji)個完成的(de)水質優(you)點。例如，生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)去除(chu)了(le)大(da)部分溶(rong)解(jie)的(de)有(you)機(ji)碳(DOC)。通過(guo)吸附和生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)去除(chu)DOC理論表(biao)示(shi)如圖所示(shi)。*初，大(da)多數通過(guo)物(wu)(wu)理吸附去除(chu)(周期)A)，細菌處于馴化(hua)階段。在(zai)此(ci)期間，DOC去除(chu)率在(zai)40%到90%之間。生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)上10%至20%的(de)等(deng)級是不(bu)可吸收的(de)。

　　在(zai)(zai)B期間，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)和(he)生物(wu)降解并(bing)行(xing)運行(xing)。細(xi)菌(jun)現在(zai)(zai)適應，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)位置飽和(he)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)去(qu)除逐漸減(jian)少(shao)。周(zhou)期C稱為穩態周(zhou)期。生物(wu)氧化負責DOC去(qu)除的主(zhu)要(yao)過程。大部分吸(xi)附(fu)(fu)(fu)能力(li)都耗盡了。在(zai)(zai)穩態條件下，DOC去(qu)除率(lv)在(zai)(zai)15%到40%之(zhi)間。若在(zai)(zai)穩態條件下取(qu)得的去(qu)除效率(lv)符合治(zhi)療目標，則可顯著提高活性炭的使用壽命。

　　自然存在(zai)包(bao)括表(biao)面水(shui)DOC已知化(hua)(hua)合物(wu)是(shi)消(xiao)毒(氯化(hua)(hua)化(hua)(hua)合物(wu)(DBP)如三鹵甲烷(THM)和鹵代乙酸(HAAs)的(de)(de)前(qian)(qian)體(ti)(ti)。THM和HAAs是(shi)D-DBP主要化(hua)(hua)合物(wu)在(zai)規(gui)則(ze)下。這些DBP前(qian)(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)和去(qu)除(chu)(chu)DOC相關。然而(er)，對于總(zong)有機鹵素，(TOX)，THM和HAA對前(qian)(qian)體(ti)(ti)，對DOC這些氯反應性化(hua)(hua)合物(wu)的(de)(de)生物(wu)處理具有較高的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率(lv)(lv)。在(zai)穩態(tai)條件下，THM和HAA前(qian)(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率(lv)(lv)據報道為20%至70%。在(zai)工藝的(de)(de)初(chu)始階段(階段)A)，去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率(lv)(lv)要高得多，通過物(wu)理吸附去(qu)除(chu)(chu)75%到90%的(de)(de)前(qian)(qian)體(ti)(ti)。

　　顆粒活性炭過濾器中的(de)生物(wu)氧(yang)化(hua)也能有效去除氨等無機物(wu)。氨是一種促進生物(wu)生長和(he)與氯反(fan)應(ying)的(de)有毒(du)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)。DOC和(he)氨的(de)組合(he)去除顯著降(jiang)低(di)了成品(pin)水的(de)氯需求。降(jiang)低(di)氯需求DBP水的(de)審美(mei)質(zhi)量(liang)得到了提高。

　　預臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)為水處理(li)過程(cheng)提供了許多好處(例如，不形(xing)成THM或HAAs優良消(xiao)毒(du)、微絮凝、除色、，除鐵(tie)，除錳，減少(shao)味(wei)道和氣(qi)味(wei)，增強生物(wu)(wu)(wu)活性等。但臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)副產(chan)物(wu)(wu)(wu)通常容易生物(wu)(wu)(wu)降解，并(bing)可(ke)(ke)(ke)能導致(zhi)(zhi)(zhi)分配(pei)系(xi)統中的(de)生物(wu)(wu)(wu)生長。在(zai)BAC去(qu)除這(zhe)些(xie)可(ke)(ke)(ke)生物(wu)(wu)(wu)降解化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)會導致(zhi)(zhi)(zhi)生物(wu)(wu)(wu)再生長的(de)控(kong)制和殘(can)留氯的(de)穩(wen)定性增加。有(you)機碳在(zai)穩(wen)態條件(jian)下可(ke)(ke)(ke)吸收(AOC)有(you)機碳和生物(wu)(wu)(wu)降解(BDOC)在(zai)50%到100%之間報告了去(qu)除效率(lv)。此外，這(zhe)一(yi)過程(cheng)還(huan)可(ke)(ke)(ke)能導致(zhi)(zhi)(zhi)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)副產(chan)品(pin)完全消(xiao)除健康問題，并(bing)對未來(lai)有(you)規定。這(zhe)些(xie)包括一(yi)些(xie)短鏈醛。

　　生(sheng)物(wu)活性顆粒(li)活性炭也可以(yi)有效(xiao)消(xiao)除(chu)合成有機化(hua)學(xue)物(wu)質，如(ru)苯，甲苯，以(yi)及像莠去津這樣的農(nong)藥，這些都有健康問(wen)題。該方(fang)法還可以(yi)降(jiang)低味(wei)道和(he)氣味(wei)化(hua)合物(wu)如(ru)短鏈醛(水果)，胺和(he)脂族(zu)醛(魚腥味(wei))和(he)酚(fen)類(lei)和(he)氯化(hua)酚(fen)(防腐/藥用)的濃(nong)度。

　　*后(hou)，生(sheng)(sheng)物(wu)活性炭可以通過(guo)消除競爭吸附(fu)點的物(wu)質來(lai)提高顆粒(li)活性炭對非(fei)生(sheng)(sheng)物(wu)或非(fei)生(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)化合物(wu)的吸附(fu)能力。這有時被稱為生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)效應。