生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性炭(廣(guang)泛用于從飲用水(shui)(shui)中(zhong)去除(chu)溶解的(de)(de)(de)有機物(wu)。20世紀(ji)70年(nian)代初(chu)，顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性炭過濾器(qi)(qi)中(zhong)增殖的(de)(de)(de)細菌可能(neng)是(shi)過濾器(qi)(qi)中(zhong)有機物(wu)去除(chu)的(de)(de)(de)一部分。預臭(chou)氧化顯(xian)著增強了顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性。臭(chou)氧化與顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)結合通常稱為生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性炭工藝或生(sheng)(sheng)物(wu)增強活(huo)(huo)(huo)性炭工藝。在(zai)許多大型水(shui)(shui)處理廠實施生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性炭。廣(guang)泛使用的(de)(de)(de)原因是(shi)地表水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)普遍較差，注重氯(lv)化副產品。

　　在生(sheng)(sheng)(sheng)物活(huo)性炭(tan)(tan)過(guo)濾(lv)器中生(sheng)(sheng)(sheng)物消除溶(rong)解的(de)有機化合物提供了幾個完成(cheng)的(de)水質(zhi)優(you)點。例如(ru)，生(sheng)(sheng)(sheng)物活(huo)性炭(tan)(tan)去除了大(da)部分溶(rong)解的(de)有機碳(DOC)。通過(guo)吸附(fu)(fu)和生(sheng)(sheng)(sheng)物活(huo)性炭(tan)(tan)去除DOC理(li)論表示(shi)如(ru)圖所示(shi)。*初，大(da)多數通過(guo)物理(li)吸附(fu)(fu)去除(周(zhou)期)A)，細菌處于馴化階段(duan)。在此(ci)期間，DOC去除率在40%到(dao)90%之(zhi)間。生(sheng)(sheng)(sheng)物活(huo)性炭(tan)(tan)上(shang)10%至(zhi)20%的(de)等(deng)級是不可吸收的(de)。

　　在B期(qi)間，吸附(fu)(fu)和生物降解并行(xing)運行(xing)。細菌(jun)現在適(shi)應，吸附(fu)(fu)位置(zhi)飽和，吸附(fu)(fu)去除逐漸減少。周(zhou)期(qi)C稱為(wei)穩態周(zhou)期(qi)。生物氧化負責DOC去除的(de)主要過程。大部(bu)分(fen)吸附(fu)(fu)能力都耗盡了。在穩態條件下，DOC去除率在15%到40%之間。若在穩態條件下取(qu)得的(de)去除效(xiao)率符合治療(liao)目標，則可(ke)顯著提(ti)高活(huo)性炭的(de)使用(yong)壽命(ming)。

　　自然(ran)存在包(bao)括表面水DOC已(yi)知(zhi)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)是(shi)(shi)消毒(氯化(hua)(hua)(hua)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(DBP)如三鹵(lu)甲烷(wan)(THM)和鹵(lu)代乙(yi)酸(suan)(HAAs)的(de)(de)前(qian)體(ti)(ti)。THM和HAAs是(shi)(shi)D-DBP主要化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)在規(gui)則下。這些DBP前(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)和去(qu)除(chu)(chu)(chu)DOC相關。然(ran)而，對(dui)于(yu)總(zong)有機鹵(lu)素，(TOX)，THM和HAA對(dui)前(qian)體(ti)(ti)，對(dui)DOC這些氯反應性化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)生(sheng)物(wu)處理具(ju)有較高的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率。在穩態(tai)條件下，THM和HAA前(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率據報道(dao)為(wei)20%至(zhi)70%。在工藝的(de)(de)初始階(jie)(jie)段(duan)(階(jie)(jie)段(duan))A)，去(qu)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率要高得多(duo)，通過物(wu)理吸附(fu)去(qu)除(chu)(chu)(chu)75%到90%的(de)(de)前(qian)體(ti)(ti)。

　　顆粒活(huo)性炭過濾器中(zhong)的(de)生物氧化也(ye)能(neng)有效去除(chu)氨(an)等無(wu)機物。氨(an)是一(yi)種促進(jin)生物生長和與氯反(fan)應(ying)的(de)有毒化學(xue)物質。DOC和氨(an)的(de)組合去除(chu)顯著(zhu)降(jiang)低了(le)成品水(shui)的(de)氯需求。降(jiang)低氯需求DBP水(shui)的(de)審(shen)美質量(liang)得到了(le)提高。

　　預臭(chou)氧(yang)化(hua)為水(shui)處理過程(cheng)提(ti)供(gong)了許多好(hao)處(例(li)如，不形成THM或(huo)HAAs優良消(xiao)(xiao)毒、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少味道和(he)(he)氣味，增(zeng)強生(sheng)(sheng)物(wu)活性等。但臭(chou)氧(yang)化(hua)副產物(wu)通常(chang)容易生(sheng)(sheng)物(wu)降解，并可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)分配系統中的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)長(chang)。在BAC去除(chu)這(zhe)些(xie)可(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)降解化(hua)合物(wu)會導(dao)致(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)長(chang)的(de)(de)控(kong)制(zhi)和(he)(he)殘留(liu)氯的(de)(de)穩(wen)(wen)定性增(zeng)加。有(you)機碳在穩(wen)(wen)態條件下可(ke)吸(xi)收(AOC)有(you)機碳和(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)降解(BDOC)在50%到100%之間報(bao)告了去除(chu)效率。此外，這(zhe)一過程(cheng)還可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)臭(chou)氧(yang)化(hua)副產品完全消(xiao)(xiao)除(chu)健(jian)康問題，并對未來(lai)有(you)規定。這(zhe)些(xie)包括一些(xie)短鏈醛。

　　生物活(huo)性顆粒活(huo)性炭也可(ke)以有(you)效(xiao)消(xiao)除合(he)成有(you)機化(hua)學(xue)物質，如苯，甲苯，以及(ji)像(xiang)莠(you)去津這(zhe)樣的(de)農藥，這(zhe)些都(dou)有(you)健康(kang)問題。該方法(fa)還(huan)可(ke)以降低味(wei)道和(he)氣味(wei)化(hua)合(he)物如短鏈醛(quan)(水(shui)果(guo))，胺和(he)脂族醛(quan)(魚腥味(wei))和(he)酚類和(he)氯化(hua)酚(防腐(fu)/藥用)的(de)濃度。

　　*后，生(sheng)物(wu)(wu)活性炭可以通過消除競爭吸附點(dian)的物(wu)(wu)質來提高(gao)顆(ke)粒活性炭對(dui)非生(sheng)物(wu)(wu)或非生(sheng)物(wu)(wu)降解化合(he)物(wu)(wu)的吸附能力。這有時被稱為生(sheng)物(wu)(wu)再生(sheng)效應。