生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(廣泛用(yong)于從飲用(yong)水中(zhong)(zhong)去除(chu)溶解(jie)的(de)有機物(wu)(wu)。20世紀70年代初，顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)過濾器中(zhong)(zhong)增(zeng)殖(zhi)的(de)細菌可能是過濾器中(zhong)(zhong)有機物(wu)(wu)去除(chu)的(de)一部分。預臭氧(yang)化顯著增(zeng)強(qiang)了顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)。臭氧(yang)化與顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)結(jie)合通常稱為生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)工藝(yi)(yi)或生(sheng)物(wu)(wu)增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)工藝(yi)(yi)。在許(xu)多大(da)型(xing)水處理(li)廠實施生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。廣泛使用(yong)的(de)原因(yin)是地(di)表水水質普遍較差，注重氯化副產品。

　　在生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭過濾器中(zhong)生物(wu)(wu)(wu)消除溶解(jie)的(de)有機化合(he)物(wu)(wu)(wu)提供了幾(ji)個完成的(de)水質優點。例如，生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭去除了大部分溶解(jie)的(de)有機碳(DOC)。通過吸(xi)(xi)(xi)附和(he)生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭去除DOC理論表示(shi)如圖(tu)所示(shi)。*初，大多數通過物(wu)(wu)(wu)理吸(xi)(xi)(xi)附去除(周期)A)，細(xi)菌處于(yu)馴化階段。在此期間，DOC去除率在40%到90%之間。生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性炭上(shang)10%至20%的(de)等級是不可吸(xi)(xi)(xi)收的(de)。

　　在(zai)B期間，吸附(fu)和生物(wu)降解并行運行。細菌現在(zai)適應，吸附(fu)位置飽和，吸附(fu)去(qu)除(chu)逐漸(jian)減少。周期C稱(cheng)為(wei)穩(wen)(wen)態(tai)(tai)周期。生物(wu)氧(yang)化負(fu)責DOC去(qu)除(chu)的主(zhu)要過程。大部分吸附(fu)能力都耗盡(jin)了(le)。在(zai)穩(wen)(wen)態(tai)(tai)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)，DOC去(qu)除(chu)率在(zai)15%到40%之(zhi)間。若在(zai)穩(wen)(wen)態(tai)(tai)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)取得的去(qu)除(chu)效率符合(he)治療目標，則可顯著提高(gao)活性炭(tan)的使(shi)用壽命。

　　自然存在(zai)包(bao)括表面水DOC已知化(hua)合(he)物(wu)是消(xiao)毒(氯化(hua)化(hua)合(he)物(wu)(DBP)如(ru)三鹵甲烷(THM)和(he)鹵代乙(yi)酸(HAAs)的(de)前體(ti)。THM和(he)HAAs是D-DBP主(zhu)要化(hua)合(he)物(wu)在(zai)規則下。這些DBP前體(ti)的(de)去除(chu)和(he)去除(chu)DOC相關。然而(er)，對(dui)于總(zong)有機鹵素，(TOX)，THM和(he)HAA對(dui)前體(ti)，對(dui)DOC這些氯反應性化(hua)合(he)物(wu)的(de)生物(wu)處理(li)具(ju)有較高(gao)的(de)去除(chu)效率(lv)。在(zai)穩(wen)態條件下，THM和(he)HAA前體(ti)的(de)去除(chu)效率(lv)據(ju)報道為20%至70%。在(zai)工(gong)藝的(de)初(chu)始階段(階段)A)，去除(chu)效率(lv)要高(gao)得(de)多，通過物(wu)理(li)吸附去除(chu)75%到90%的(de)前體(ti)。

　　顆粒活性炭過濾器中的生物氧化也能有(you)效去除氨等無機物。氨是一種促進生物生長和與氯(lv)(lv)反應(ying)的有(you)毒化學(xue)物質。DOC和氨的組合去除顯著降(jiang)低了成(cheng)品水的氯(lv)(lv)需求。降(jiang)低氯(lv)(lv)需求DBP水的審美質量得到了提高(gao)。

　　預臭氧化(hua)為水處理過程提(ti)供了許多好處(例如，不形成THM或HAAs優良消毒、微(wei)絮凝、除色、，除鐵，除錳(meng)，減少味道(dao)和氣味，增(zeng)強生(sheng)物(wu)活性等。但臭氧化(hua)副產物(wu)通常(chang)容易(yi)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)(jie)，并(bing)可(ke)能導(dao)(dao)致(zhi)分配系統中的(de)(de)生(sheng)物(wu)生(sheng)長。在(zai)BAC去除這(zhe)些可(ke)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)(jie)化(hua)合物(wu)會導(dao)(dao)致(zhi)生(sheng)物(wu)再生(sheng)長的(de)(de)控制和殘(can)留氯的(de)(de)穩定(ding)性增(zeng)加(jia)。有機碳在(zai)穩態條件下可(ke)吸收(AOC)有機碳和生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)(jie)(BDOC)在(zai)50%到100%之間(jian)報(bao)告了去除效率。此(ci)外，這(zhe)一(yi)(yi)過程還可(ke)能導(dao)(dao)致(zhi)臭氧化(hua)副產品(pin)完全(quan)消除健康問題，并(bing)對未來有規定(ding)。這(zhe)些包括一(yi)(yi)些短鏈醛。

　　生物活性顆粒(li)活性炭也可以(yi)有(you)效消除合(he)(he)成有(you)機(ji)化學物質，如苯(ben)，甲苯(ben)，以(yi)及像莠去津這樣(yang)的農藥，這些(xie)都有(you)健(jian)康問題(ti)。該方法還可以(yi)降低味(wei)(wei)道(dao)和(he)氣味(wei)(wei)化合(he)(he)物如短(duan)鏈(lian)醛(水果)，胺和(he)脂族醛(魚腥味(wei)(wei))和(he)酚類和(he)氯化酚(防(fang)腐/藥用)的濃度(du)。

　　*后，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性炭(tan)可以通過消除競爭吸附(fu)點的物(wu)(wu)質來提高顆(ke)粒活(huo)性炭(tan)對(dui)非生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)或非生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解化合(he)物(wu)(wu)的吸附(fu)能(neng)力。這(zhe)有時被稱為生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再(zai)生(sheng)(sheng)效應。