生物活性炭用于水凈化

　　顆粒活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(廣泛用于從飲用水(shui)(shui)中(zhong)去除溶(rong)解的(de)有(you)機物(wu)。20世紀70年代初，顆粒活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)過濾器中(zhong)增(zeng)殖(zhi)的(de)細菌(jun)可能是過濾器中(zhong)有(you)機物(wu)去除的(de)一部(bu)分。預臭(chou)氧(yang)化顯著(zhu)增(zeng)強了顆粒活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)。臭(chou)氧(yang)化與顆粒活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)結合通常稱為生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工(gong)(gong)藝或生(sheng)物(wu)增(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工(gong)(gong)藝。在許多大(da)型水(shui)(shui)處(chu)理廠實施生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。廣泛使用的(de)原因(yin)是地表水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)普遍較差(cha)，注重氯化副產品。

　　在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭過濾器(qi)中生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)消除溶解的(de)有機化(hua)合物(wu)提供了幾個(ge)完成的(de)水質優點(dian)。例如，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去除了大部分溶解的(de)有機碳(tan)(DOC)。通過吸(xi)附和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去除DOC理(li)論表示如圖(tu)所示。*初(chu)，大多數(shu)通過物(wu)理(li)吸(xi)附去除(周期)A)，細菌(jun)處(chu)于馴(xun)化(hua)階段。在(zai)此(ci)期間，DOC去除率在(zai)40%到90%之間。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭上10%至20%的(de)等(deng)級是(shi)不可(ke)吸(xi)收(shou)的(de)。

　　在(zai)B期(qi)間(jian)，吸附(fu)和生(sheng)物降解并(bing)行(xing)運行(xing)。細菌(jun)現(xian)在(zai)適應(ying)，吸附(fu)位(wei)置飽(bao)和，吸附(fu)去(qu)除逐(zhu)漸(jian)減少。周(zhou)期(qi)C稱為穩態(tai)周(zhou)期(qi)。生(sheng)物氧(yang)化負責DOC去(qu)除的主要過(guo)程。大部分吸附(fu)能力都耗盡了。在(zai)穩態(tai)條(tiao)件(jian)下，DOC去(qu)除率在(zai)15%到40%之間(jian)。若在(zai)穩態(tai)條(tiao)件(jian)下取得的去(qu)除效率符合治療目標，則可(ke)顯著提(ti)高(gao)活性炭的使(shi)用壽命。

　　自然存(cun)在包括表(biao)面水DOC已知化(hua)(hua)合物(wu)(wu)是(shi)消(xiao)毒(氯化(hua)(hua)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(DBP)如三鹵(lu)甲(jia)烷(THM)和(he)鹵(lu)代乙(yi)酸(HAAs)的(de)前體。THM和(he)HAAs是(shi)D-DBP主要化(hua)(hua)合物(wu)(wu)在規則下。這些DBP前體的(de)去(qu)除(chu)和(he)去(qu)除(chu)DOC相關。然而(er)，對于(yu)總有機(ji)鹵(lu)素，(TOX)，THM和(he)HAA對前體，對DOC這些氯反應(ying)性化(hua)(hua)合物(wu)(wu)的(de)生物(wu)(wu)處理(li)(li)具有較(jiao)高(gao)的(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率。在穩態條件下，THM和(he)HAA前體的(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率據報(bao)道為(wei)20%至70%。在工藝的(de)初始(shi)階段(階段)A)，去(qu)除(chu)效(xiao)率要高(gao)得(de)多，通過物(wu)(wu)理(li)(li)吸附去(qu)除(chu)75%到(dao)90%的(de)前體。

　　顆粒活(huo)性炭過(guo)濾(lv)器中(zhong)的(de)生物氧化(hua)也能有(you)效去除氨等無機物。氨是一種促(cu)進生物生長和與氯反應(ying)的(de)有(you)毒化(hua)學物質(zhi)。DOC和氨的(de)組合去除顯著(zhu)降(jiang)低了(le)成品水的(de)氯需求。降(jiang)低氯需求DBP水的(de)審美質(zhi)量得到(dao)了(le)提(ti)高。

　　預臭(chou)氧(yang)化(hua)為水處(chu)理過程(cheng)提供了(le)許(xu)多好處(chu)(例如，不形(xing)成THM或HAAs優(you)良消毒、微絮(xu)凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少(shao)味(wei)道和氣味(wei)，增強生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性(xing)等。但臭(chou)氧(yang)化(hua)副產(chan)物(wu)(wu)(wu)通常容易生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解，并可(ke)(ke)能導致分配(pei)系(xi)統中的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)。在BAC去除(chu)這些(xie)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)會導致生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)再生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)的控制和殘留氯(lv)的穩定(ding)性(xing)增加(jia)。有機(ji)碳(tan)在穩態條件下可(ke)(ke)吸收(shou)(AOC)有機(ji)碳(tan)和生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(BDOC)在50%到100%之間報告了(le)去除(chu)效(xiao)率。此外，這一(yi)(yi)過程(cheng)還(huan)可(ke)(ke)能導致臭(chou)氧(yang)化(hua)副產(chan)品(pin)完(wan)全(quan)消除(chu)健康問題，并對(dui)未(wei)來有規定(ding)。這些(xie)包括一(yi)(yi)些(xie)短鏈醛。

　　生物(wu)(wu)活性顆粒活性炭(tan)也(ye)可以有效消除合成有機(ji)化(hua)學物(wu)(wu)質，如(ru)苯，甲(jia)苯，以及(ji)像莠去津這樣的農(nong)藥(yao)，這些都有健康問(wen)題。該方法還可以降低味道和氣味化(hua)合物(wu)(wu)如(ru)短(duan)鏈醛(水果)，胺和脂族醛(魚腥味)和酚類和氯化(hua)酚(防腐/藥(yao)用)的濃度。

　　*后，生物(wu)活(huo)性(xing)炭可以通過消(xiao)除競(jing)爭(zheng)吸附點的物(wu)質來提高顆粒活(huo)性(xing)炭對非生物(wu)或非生物(wu)降解化合物(wu)的吸附能力。這有時被(bei)稱為生物(wu)再(zai)生效應。