生物活性炭用于水凈化

　　顆粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(廣泛用(yong)(yong)于(yu)從飲(yin)用(yong)(yong)水(shui)(shui)中(zhong)去除溶解的(de)有(you)機物(wu)(wu)。20世紀70年代初，顆粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭過濾器中(zhong)增(zeng)殖的(de)細(xi)菌可能是過濾器中(zhong)有(you)機物(wu)(wu)去除的(de)一(yi)部分。預(yu)臭(chou)氧化顯著(zhu)增(zeng)強了顆粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)。臭(chou)氧化與(yu)顆粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)結合通(tong)常稱(cheng)為生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭工藝或生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)炭工藝。在許多大型水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)實(shi)施(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭。廣泛使用(yong)(yong)的(de)原因是地表水(shui)(shui)水(shui)(shui)質普遍(bian)較差，注重(zhong)氯化副產品(pin)。

　　在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過濾器中生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)消除(chu)(chu)(chu)溶解(jie)的(de)(de)(de)有機(ji)化(hua)合物(wu)(wu)提(ti)供了幾(ji)個完(wan)成的(de)(de)(de)水質優點(dian)。例(li)如，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)了大部分(fen)溶解(jie)的(de)(de)(de)有機(ji)碳(tan)(DOC)。通(tong)過吸附和生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)DOC理(li)論表示如圖所示。*初，大多數(shu)通(tong)過物(wu)(wu)理(li)吸附去(qu)除(chu)(chu)(chu)(周期)A)，細(xi)菌處于馴化(hua)階段。在此期間，DOC去(qu)除(chu)(chu)(chu)率在40%到90%之間。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)上10%至20%的(de)(de)(de)等級是不可吸收(shou)的(de)(de)(de)。

　　在(zai)(zai)B期(qi)(qi)間，吸(xi)附(fu)和(he)生物降解并行(xing)運行(xing)。細(xi)菌現在(zai)(zai)適應，吸(xi)附(fu)位(wei)置飽和(he)，吸(xi)附(fu)去(qu)(qu)除逐漸減少。周(zhou)期(qi)(qi)C稱為穩(wen)態周(zhou)期(qi)(qi)。生物氧化負責DOC去(qu)(qu)除的主要過程。大(da)部分吸(xi)附(fu)能力都(dou)耗(hao)盡了。在(zai)(zai)穩(wen)態條件下，DOC去(qu)(qu)除率在(zai)(zai)15%到40%之間。若在(zai)(zai)穩(wen)態條件下取(qu)得的去(qu)(qu)除效率符合(he)治療目(mu)標，則(ze)可顯著提高活(huo)性炭的使用壽(shou)命。

　　自(zi)然(ran)存在包括(kuo)表面水(shui)DOC已知(zhi)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)鹵代乙(yi)酸(HAAs)的(de)(de)(de)前(qian)體(ti)(ti)。THM和(he)HAAs是D-DBP主要化合(he)物(wu)(wu)在規則下(xia)。這(zhe)些(xie)DBP前(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)和(he)去(qu)(qu)(qu)除(chu)DOC相(xiang)關。然(ran)而，對于總有(you)機(ji)鹵素(su)，(TOX)，THM和(he)HAA對前(qian)體(ti)(ti)，對DOC這(zhe)些(xie)氯反(fan)應性化合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)處理具有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)率。在穩(wen)態(tai)條(tiao)件下(xia)，THM和(he)HAA前(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)率據報道為20%至(zhi)70%。在工藝的(de)(de)(de)初始階段(duan)(階段(duan))A)，去(qu)(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)率要高得多，通過物(wu)(wu)理吸附去(qu)(qu)(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)(de)前(qian)體(ti)(ti)。

　　顆粒(li)活性炭(tan)過(guo)濾器中(zhong)的生物(wu)(wu)氧化(hua)也能有效去(qu)(qu)除氨等無機物(wu)(wu)。氨是(shi)一種(zhong)促(cu)進生物(wu)(wu)生長(chang)和與氯(lv)反應的有毒化(hua)學物(wu)(wu)質(zhi)。DOC和氨的組合(he)去(qu)(qu)除顯著降低了(le)成(cheng)品(pin)水的氯(lv)需求(qiu)。降低氯(lv)需求(qiu)DBP水的審美質(zhi)量得到了(le)提高。

　　預臭氧化(hua)(hua)為(wei)水處理過程提供(gong)了(le)許(xu)多好處(例如，不形成THM或HAAs優(you)良消毒、微絮凝、除色、，除鐵，除錳，減少味道和氣味，增強(qiang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性等。但臭氧化(hua)(hua)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)通(tong)常(chang)容易(yi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)，并可(ke)能(neng)導(dao)致分配系統中的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)長。在(zai)(zai)BAC去除這些可(ke)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)會導(dao)致生(sheng)物(wu)(wu)(wu)再生(sheng)長的控制(zhi)和殘留氯的穩(wen)定性增加(jia)。有機(ji)碳在(zai)(zai)穩(wen)態條件(jian)下可(ke)吸收(AOC)有機(ji)碳和生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)(BDOC)在(zai)(zai)50%到100%之(zhi)間報告了(le)去除效(xiao)率。此外，這一(yi)過程還可(ke)能(neng)導(dao)致臭氧化(hua)(hua)副(fu)產品完全消除健康(kang)問題，并對未來有規(gui)定。這些包括(kuo)一(yi)些短(duan)鏈醛。

　　生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)顆粒活(huo)性(xing)炭(tan)也可以(yi)有效(xiao)消除合(he)成有機(ji)化(hua)學物(wu)(wu)質，如(ru)苯(ben)，甲苯(ben)，以(yi)及像莠去津這(zhe)樣的農藥，這(zhe)些都有健(jian)康問題(ti)。該(gai)方法還可以(yi)降低(di)味道(dao)和氣味化(hua)合(he)物(wu)(wu)如(ru)短鏈醛(水果)，胺和脂族醛(魚腥(xing)味)和酚類和氯化(hua)酚(防腐/藥用)的濃度。

　　*后，生物活性(xing)炭可(ke)以通過消除競爭吸(xi)(xi)附點的物質來提高顆(ke)粒(li)活性(xing)炭對非生物或非生物降解化合物的吸(xi)(xi)附能力。這有時被稱為(wei)生物再生效應。