生物活性炭用于水凈化

　　顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(廣泛用于從飲用水(shui)中(zhong)(zhong)去除溶(rong)解的(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)。20世紀70年代(dai)初，顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)過(guo)濾器中(zhong)(zhong)增殖的(de)(de)細(xi)菌可能是過(guo)濾器中(zhong)(zhong)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)去除的(de)(de)一部分。預臭氧化(hua)(hua)顯著增強了顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)。臭氧化(hua)(hua)與顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)結合(he)通(tong)常稱為生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝(yi)或(huo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)增強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝(yi)。在(zai)許多大型水(shui)處(chu)理廠(chang)實施生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。廣泛使(shi)用的(de)(de)原因是地表水(shui)水(shui)質普遍較(jiao)差，注重(zhong)氯化(hua)(hua)副產品。

　　在(zai)生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)過濾(lv)器中生(sheng)物(wu)消除溶解的有機(ji)化合(he)物(wu)提供(gong)了(le)幾(ji)個完成的水質(zhi)優點。例如(ru)，生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)去(qu)(qu)除了(le)大(da)部分溶解的有機(ji)碳(DOC)。通過吸附和生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)去(qu)(qu)除DOC理論表示如(ru)圖所示。*初，大(da)多(duo)數通過物(wu)理吸附去(qu)(qu)除(周期)A)，細菌處于(yu)馴化階段。在(zai)此期間(jian)，DOC去(qu)(qu)除率在(zai)40%到90%之間(jian)。生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)上(shang)10%至20%的等級是不可吸收的。

　　在B期(qi)間(jian)(jian)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)和(he)生物(wu)降解并行運行。細菌現在適(shi)應(ying)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)位置飽和(he)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)去除逐漸減少(shao)。周期(qi)C稱為穩(wen)(wen)態(tai)(tai)周期(qi)。生物(wu)氧(yang)化負(fu)責DOC去除的主要過(guo)程。大部分吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力都(dou)耗盡了。在穩(wen)(wen)態(tai)(tai)條件下，DOC去除率在15%到40%之間(jian)(jian)。若在穩(wen)(wen)態(tai)(tai)條件下取得(de)的去除效率符合治(zhi)療目標，則可顯著提高活性炭的使用壽命。

　　自然(ran)存在(zai)包括表(biao)面(mian)水DOC已知化(hua)合物(wu)(wu)是消毒(du)(氯化(hua)化(hua)合物(wu)(wu)(DBP)如三鹵甲烷(THM)和(he)鹵代(dai)乙酸(HAAs)的前(qian)體。THM和(he)HAAs是D-DBP主要化(hua)合物(wu)(wu)在(zai)規(gui)則下(xia)。這些(xie)DBP前(qian)體的去(qu)除和(he)去(qu)除DOC相關。然(ran)而，對于總(zong)有(you)機鹵素，(TOX)，THM和(he)HAA對前(qian)體，對DOC這些(xie)氯反應性化(hua)合物(wu)(wu)的生物(wu)(wu)處理(li)具有(you)較高(gao)的去(qu)除效(xiao)(xiao)率(lv)。在(zai)穩態條件下(xia)，THM和(he)HAA前(qian)體的去(qu)除效(xiao)(xiao)率(lv)據報(bao)道為20%至(zhi)70%。在(zai)工藝的初始階(jie)(jie)段(階(jie)(jie)段)A)，去(qu)除效(xiao)(xiao)率(lv)要高(gao)得多，通過物(wu)(wu)理(li)吸(xi)附去(qu)除75%到(dao)90%的前(qian)體。

　　顆粒(li)活性炭過濾器中的(de)生(sheng)物(wu)氧化(hua)也能有效去除氨(an)等無機物(wu)。氨(an)是一種促進生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)和(he)與(yu)氯反應的(de)有毒化(hua)學物(wu)質(zhi)。DOC和(he)氨(an)的(de)組合去除顯著降(jiang)低了成(cheng)品(pin)水的(de)氯需求(qiu)。降(jiang)低氯需求(qiu)DBP水的(de)審美質(zhi)量得到(dao)了提(ti)高。

　　預(yu)臭(chou)(chou)氧化(hua)為水(shui)處理過程(cheng)(cheng)提供了(le)許多(duo)好處(例(li)如(ru)，不形成THM或HAAs優良消(xiao)(xiao)毒、微絮凝、除色、，除鐵，除錳，減少味(wei)道和(he)氣味(wei)，增強生(sheng)物活性等。但(dan)臭(chou)(chou)氧化(hua)副產物通常容(rong)易(yi)生(sheng)物降解(jie)，并(bing)可(ke)能(neng)導致分配系統(tong)中的(de)生(sheng)物生(sheng)長。在(zai)BAC去(qu)除這些(xie)(xie)可(ke)生(sheng)物降解(jie)化(hua)合物會導致生(sheng)物再生(sheng)長的(de)控制和(he)殘留氯的(de)穩(wen)定性增加。有機碳在(zai)穩(wen)態條件(jian)下可(ke)吸(xi)收(shou)(AOC)有機碳和(he)生(sheng)物降解(jie)(BDOC)在(zai)50%到100%之間報告(gao)了(le)去(qu)除效率。此外，這一過程(cheng)(cheng)還可(ke)能(neng)導致臭(chou)(chou)氧化(hua)副產品完全消(xiao)(xiao)除健康問題，并(bing)對未來有規定。這些(xie)(xie)包括一些(xie)(xie)短鏈(lian)醛。

　　生物(wu)活(huo)性顆粒活(huo)性炭(tan)也(ye)可以有效消(xiao)除合成有機化(hua)學(xue)物(wu)質，如苯，甲苯，以及像(xiang)莠去津(jin)這樣的(de)農藥，這些都有健康問題(ti)。該(gai)方(fang)法還可以降低(di)味(wei)道和(he)氣(qi)味(wei)化(hua)合物(wu)如短鏈醛(quan)(水(shui)果)，胺和(he)脂族醛(quan)(魚腥味(wei))和(he)酚類和(he)氯化(hua)酚(防腐/藥用)的(de)濃度。

　　*后，生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭可以(yi)通過消除競爭吸附點的物(wu)質來提高(gao)顆(ke)粒活(huo)(huo)性(xing)炭對非(fei)生(sheng)(sheng)物(wu)或非(fei)生(sheng)(sheng)物(wu)降解化合物(wu)的吸附能(neng)力(li)。這有時被稱為生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)效(xiao)應。