生物活性炭用于水凈化

　　顆粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(廣泛用(yong)于(yu)從飲用(yong)水(shui)中去除(chu)溶解的(de)有(you)機(ji)物(wu)。20世紀(ji)70年代初，顆粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過濾器中增殖(zhi)的(de)細菌可能是過濾器中有(you)機(ji)物(wu)去除(chu)的(de)一部(bu)分。預臭(chou)氧(yang)化(hua)顯(xian)著增強了顆粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)。臭(chou)氧(yang)化(hua)與顆粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)結合通常(chang)稱為生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)工藝或(huo)生(sheng)物(wu)增強活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)工藝。在許(xu)多大(da)型水(shui)處理廠實施生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。廣泛使用(yong)的(de)原因是地表水(shui)水(shui)質普遍較差(cha)，注重氯化(hua)副產品(pin)。

　　在(zai)生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭過濾器中(zhong)生物(wu)(wu)消除溶解的有(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)(wu)提供了(le)幾個(ge)完成的水質優點。例如，生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去(qu)除了(le)大部分溶解的有(you)機(ji)(ji)碳(DOC)。通(tong)過吸附(fu)和生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去(qu)除DOC理論表示(shi)如圖所示(shi)。*初，大多(duo)數通(tong)過物(wu)(wu)理吸附(fu)去(qu)除(周(zhou)期)A)，細菌處于(yu)馴化(hua)階段(duan)。在(zai)此期間(jian)(jian)，DOC去(qu)除率在(zai)40%到90%之(zhi)間(jian)(jian)。生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭上10%至20%的等(deng)級是不可吸收的。

　　在B期間，吸(xi)附和生物降(jiang)解并行運行。細(xi)菌現在適(shi)應，吸(xi)附位置飽(bao)和，吸(xi)附去(qu)除(chu)逐漸減少。周期C稱(cheng)為穩(wen)(wen)態周期。生物氧化(hua)負責DOC去(qu)除(chu)的(de)主要過(guo)程。大部分吸(xi)附能力都耗盡了。在穩(wen)(wen)態條件下，DOC去(qu)除(chu)率在15%到40%之(zhi)間。若在穩(wen)(wen)態條件下取得的(de)去(qu)除(chu)效率符合治療目(mu)標，則(ze)可顯著提高活性炭的(de)使用壽命。

　　自然存在包括表面水DOC已知化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)是消毒(氯(lv)化(hua)(hua)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(DBP)如(ru)三鹵(lu)甲烷(THM)和(he)(he)鹵(lu)代乙酸(HAAs)的(de)前體。THM和(he)(he)HAAs是D-DBP主(zhu)要化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)在規(gui)則下(xia)。這(zhe)些(xie)DBP前體的(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)和(he)(he)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)DOC相關。然而，對于總(zong)有機鹵(lu)素(su)，(TOX)，THM和(he)(he)HAA對前體，對DOC這(zhe)些(xie)氯(lv)反(fan)應性化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)的(de)生物(wu)(wu)處理(li)具有較高的(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)效率(lv)。在穩態(tai)條件下(xia)，THM和(he)(he)HAA前體的(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)效率(lv)據報道為20%至70%。在工藝的(de)初(chu)始階(jie)段(duan)(階(jie)段(duan))A)，去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)效率(lv)要高得多，通過物(wu)(wu)理(li)吸附去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)75%到90%的(de)前體。

　　顆粒活性炭過濾器中的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)氧化(hua)也能有(you)效去除氨(an)等無機物(wu)(wu)。氨(an)是(shi)一種(zhong)促進生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)長(chang)和與氯反應的(de)有(you)毒化(hua)學物(wu)(wu)質。DOC和氨(an)的(de)組合去除顯著(zhu)降(jiang)低了(le)成品水的(de)氯需求(qiu)。降(jiang)低氯需求(qiu)DBP水的(de)審(shen)美質量得(de)到了(le)提高(gao)。

　　預臭(chou)氧化(hua)為水處理過(guo)程提供(gong)了許多好處(例如，不形成THM或HAAs優良消毒、微絮(xu)凝、除色、，除鐵(tie)，除錳，減少(shao)味道和氣味，增強生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)等。但臭(chou)氧化(hua)副產(chan)物(wu)通常容易生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解，并可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)分(fen)配(pei)系統中(zhong)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)長。在BAC去除這些可(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解化(hua)合物(wu)會導(dao)致(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)長的(de)控制和殘留(liu)氯的(de)穩定(ding)性(xing)增加。有機碳(tan)在穩態條件下可(ke)吸收(shou)(AOC)有機碳(tan)和生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解(BDOC)在50%到100%之間報(bao)告了去除效率。此(ci)外，這一過(guo)程還(huan)可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)臭(chou)氧化(hua)副產(chan)品完全消除健康問題(ti)，并對未(wei)來有規定(ding)。這些包括(kuo)一些短鏈醛。

　　生物活性(xing)顆粒(li)活性(xing)炭也(ye)可以有效消(xiao)除合(he)成(cheng)有機化(hua)學物質，如苯，甲(jia)苯，以及像莠去津這樣的農藥，這些都有健康問題。該方法(fa)還可以降低味(wei)道和氣味(wei)化(hua)合(he)物如短鏈醛(水果)，胺和脂族醛(魚腥味(wei))和酚類(lei)和氯化(hua)酚(防腐/藥用)的濃度。

　　*后(hou)，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)可以通過消(xiao)除競爭吸附點(dian)的(de)物(wu)(wu)質來提高顆(ke)粒活性(xing)炭(tan)對非生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)或非生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解化合(he)物(wu)(wu)的(de)吸附能力。這有時被稱為生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再生(sheng)(sheng)效(xiao)應。