生物活性炭用于水凈化

　　顆粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(廣泛(fan)用于從(cong)飲用水中去除溶解的(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)(wu)。20世紀(ji)70年代初，顆粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)過(guo)濾器中增殖的(de)(de)(de)細菌可能是(shi)過(guo)濾器中有機(ji)物(wu)(wu)去除的(de)(de)(de)一(yi)部分。預臭氧化(hua)(hua)顯著增強了顆粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)。臭氧化(hua)(hua)與顆粒(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)結合通常稱為生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)工藝或生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)增強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)工藝。在許多大型水處理廠實施生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。廣泛(fan)使用的(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)地(di)表水水質普遍(bian)較差，注重氯化(hua)(hua)副(fu)產品。

　　在生物(wu)活性炭(tan)過(guo)濾器中生物(wu)消除(chu)(chu)溶解的有機化合物(wu)提供了(le)幾個完成的水質優點(dian)。例如，生物(wu)活性炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)了(le)大部分溶解的有機碳(DOC)。通(tong)(tong)過(guo)吸(xi)(xi)附和生物(wu)活性炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)DOC理論表示(shi)(shi)如圖(tu)所(suo)示(shi)(shi)。*初(chu)，大多數通(tong)(tong)過(guo)物(wu)理吸(xi)(xi)附去(qu)(qu)除(chu)(chu)(周(zhou)期(qi))A)，細(xi)菌處于馴化階段。在此(ci)期(qi)間，DOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)在40%到90%之間。生物(wu)活性炭(tan)上(shang)10%至20%的等級是不可吸(xi)(xi)收的。

　　在(zai)B期(qi)間，吸附和生物(wu)降(jiang)解并行運行。細菌(jun)現(xian)在(zai)適應，吸附位(wei)置飽和，吸附去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)逐漸減少。周期(qi)C稱為穩(wen)態(tai)周期(qi)。生物(wu)氧化負責DOC去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)的(de)主(zhu)要過程。大部分吸附能力都(dou)耗盡了。在(zai)穩(wen)態(tai)條(tiao)件下，DOC去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率在(zai)15%到40%之間。若在(zai)穩(wen)態(tai)條(tiao)件下取得的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)效率符合治療目標，則可顯(xian)著(zhu)提高(gao)活性(xing)炭的(de)使(shi)用壽命。

　　自然存在包(bao)括表面(mian)水DOC已知化(hua)合物是消毒(du)(氯(lv)化(hua)化(hua)合物(DBP)如三鹵甲烷(THM)和鹵代(dai)乙(yi)酸(HAAs)的(de)前體(ti)。THM和HAAs是D-DBP主要化(hua)合物在規則(ze)下(xia)。這些DBP前體(ti)的(de)去(qu)除和去(qu)除DOC相關。然而(er)，對于(yu)總有(you)機鹵素，(TOX)，THM和HAA對前體(ti)，對DOC這些氯(lv)反應性化(hua)合物的(de)生(sheng)物處(chu)理(li)具有(you)較高的(de)去(qu)除效(xiao)率(lv)。在穩態條(tiao)件(jian)下(xia)，THM和HAA前體(ti)的(de)去(qu)除效(xiao)率(lv)據報道為(wei)20%至70%。在工藝(yi)的(de)初始階段(階段)A)，去(qu)除效(xiao)率(lv)要高得多，通(tong)過(guo)物理(li)吸附去(qu)除75%到90%的(de)前體(ti)。

　　顆(ke)粒活性(xing)炭過(guo)濾(lv)器中的(de)生(sheng)物氧化也能有效去除(chu)(chu)氨(an)等(deng)無機物。氨(an)是一種促進生(sheng)物生(sheng)長和與氯反應的(de)有毒化學物質(zhi)。DOC和氨(an)的(de)組合(he)去除(chu)(chu)顯著降低(di)了成品水的(de)氯需求。降低(di)氯需求DBP水的(de)審(shen)美質(zhi)量得到了提高。

　　預臭(chou)氧(yang)化為水處理過程提供了許多(duo)好處(例如(ru)，不(bu)形成THM或HAAs優(you)良消(xiao)毒、微絮凝、除(chu)(chu)色(se)、，除(chu)(chu)鐵，除(chu)(chu)錳(meng)，減少味道和(he)氣味，增強(qiang)生物(wu)(wu)活(huo)性等。但臭(chou)氧(yang)化副(fu)產(chan)物(wu)(wu)通(tong)常容易生物(wu)(wu)降解，并(bing)可(ke)能(neng)導致分配系統中的(de)生物(wu)(wu)生長。在BAC去除(chu)(chu)這些可(ke)生物(wu)(wu)降解化合物(wu)(wu)會(hui)導致生物(wu)(wu)再生長的(de)控(kong)制和(he)殘留(liu)氯的(de)穩定(ding)性增加(jia)。有(you)機碳在穩態條件下可(ke)吸收(AOC)有(you)機碳和(he)生物(wu)(wu)降解(BDOC)在50%到100%之間報告了去除(chu)(chu)效(xiao)率。此(ci)外(wai)，這一過程還可(ke)能(neng)導致臭(chou)氧(yang)化副(fu)產(chan)品(pin)完全消(xiao)除(chu)(chu)健(jian)康(kang)問(wen)題，并(bing)對未來有(you)規定(ding)。這些包括一些短鏈(lian)醛。

　　生物(wu)活性顆粒活性炭(tan)也可以(yi)有效消除(chu)合成有機化(hua)學(xue)物(wu)質，如苯，甲苯，以(yi)及像莠去津這(zhe)樣的(de)農藥，這(zhe)些都有健康問題。該方法還可以(yi)降低(di)味(wei)(wei)道和氣味(wei)(wei)化(hua)合物(wu)如短鏈醛(水果)，胺和脂族醛(魚腥味(wei)(wei))和酚類和氯化(hua)酚(防腐(fu)/藥用)的(de)濃度。

　　*后(hou)，生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)炭可以通(tong)過消除競爭吸附(fu)點的物(wu)質(zhi)來(lai)提高顆粒活性(xing)炭對非生(sheng)(sheng)物(wu)或非生(sheng)(sheng)物(wu)降解化(hua)合物(wu)的吸附(fu)能力。這有時(shi)被稱(cheng)為生(sheng)(sheng)物(wu)再(zai)生(sheng)(sheng)效(xiao)應。