生物活性炭用于水凈化

　　顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(廣泛用(yong)于從飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)中去除(chu)溶(rong)解的(de)有(you)機物。20世紀70年代初(chu)，顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)過(guo)濾器(qi)中增殖的(de)細菌可能(neng)是過(guo)濾器(qi)中有(you)機物去除(chu)的(de)一部分。預臭氧(yang)化顯著增強了顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)生物活(huo)(huo)性(xing)(xing)。臭氧(yang)化與(yu)顆粒活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)結(jie)合通常稱為生物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝或生物增強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝。在許多大型水(shui)(shui)處理廠實施(shi)生物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。廣泛使(shi)用(yong)的(de)原因是地(di)表水(shui)(shui)水(shui)(shui)質普(pu)遍較差，注(zhu)重氯化副產品。

　　在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)過濾器中(zhong)生(sheng)(sheng)物消(xiao)除(chu)溶解的(de)(de)有機化(hua)合物提(ti)供(gong)了幾個完成的(de)(de)水質優點(dian)。例如(ru)(ru)，生(sheng)(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)去除(chu)了大部分溶解的(de)(de)有機碳(DOC)。通(tong)過吸附和生(sheng)(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)去除(chu)DOC理論表(biao)示如(ru)(ru)圖所示。*初，大多數通(tong)過物理吸附去除(chu)(周期)A)，細(xi)菌(jun)處(chu)于(yu)馴化(hua)階段。在(zai)(zai)此期間(jian)，DOC去除(chu)率在(zai)(zai)40%到90%之間(jian)。生(sheng)(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)上(shang)10%至20%的(de)(de)等級是(shi)不可(ke)吸收的(de)(de)。

　　在(zai)(zai)B期間，吸(xi)(xi)附和生物降解并行運行。細菌現(xian)在(zai)(zai)適應，吸(xi)(xi)附位(wei)置飽和，吸(xi)(xi)附去(qu)(qu)(qu)除(chu)逐(zhu)漸減(jian)少(shao)。周期C稱為(wei)穩(wen)態周期。生物氧化負責DOC去(qu)(qu)(qu)除(chu)的主要過程。大部分吸(xi)(xi)附能力(li)都(dou)耗盡了。在(zai)(zai)穩(wen)態條件(jian)下，DOC去(qu)(qu)(qu)除(chu)率在(zai)(zai)15%到(dao)40%之間。若(ruo)在(zai)(zai)穩(wen)態條件(jian)下取得(de)的去(qu)(qu)(qu)除(chu)效率符(fu)合治療目標，則可顯著提高活性炭的使(shi)用壽命(ming)。

　　自然(ran)存在(zai)包括表面(mian)水DOC已知化(hua)(hua)合物是消(xiao)毒(氯(lv)化(hua)(hua)化(hua)(hua)合物(DBP)如(ru)三鹵甲烷(wan)(THM)和(he)(he)鹵代(dai)乙酸(HAAs)的(de)前體(ti)。THM和(he)(he)HAAs是D-DBP主要化(hua)(hua)合物在(zai)規則下。這些(xie)DBP前體(ti)的(de)去除和(he)(he)去除DOC相關。然(ran)而，對于總有(you)(you)機鹵素(su)，(TOX)，THM和(he)(he)HAA對前體(ti)，對DOC這些(xie)氯(lv)反(fan)應性化(hua)(hua)合物的(de)生物處理具有(you)(you)較高的(de)去除效(xiao)率(lv)。在(zai)穩態條件(jian)下，THM和(he)(he)HAA前體(ti)的(de)去除效(xiao)率(lv)據(ju)報道為20%至(zhi)70%。在(zai)工(gong)藝的(de)初始階段(duan)(duan)(階段(duan)(duan))A)，去除效(xiao)率(lv)要高得多(duo)，通過物理吸附(fu)去除75%到90%的(de)前體(ti)。

　　顆粒(li)活性炭(tan)過(guo)濾器中的(de)生物氧化也能有效去(qu)除氨(an)等無機物。氨(an)是一種促進生物生長和(he)與氯(lv)(lv)反應的(de)有毒化學物質。DOC和(he)氨(an)的(de)組(zu)合(he)去(qu)除顯著降低(di)了成品水的(de)氯(lv)(lv)需求(qiu)(qiu)。降低(di)氯(lv)(lv)需求(qiu)(qiu)DBP水的(de)審美質量得到了提高。

　　預臭(chou)氧化為水(shui)處(chu)理過程提供了許多好處(chu)(例如(ru)，不形(xing)成THM或HAAs優(you)良消(xiao)毒(du)、微絮(xu)凝、除(chu)(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)(chu)鐵，除(chu)(chu)(chu)錳，減少味道和(he)氣味，增(zeng)(zeng)強生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)等。但臭(chou)氧化副產物(wu)通常容(rong)易(yi)生(sheng)(sheng)物(wu)降解，并可(ke)(ke)能導(dao)致分配(pei)系統中的生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)長(chang)。在(zai)BAC去除(chu)(chu)(chu)這(zhe)些可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)降解化合物(wu)會(hui)導(dao)致生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)長(chang)的控制和(he)殘(can)留氯的穩(wen)定性(xing)增(zeng)(zeng)加(jia)。有機碳在(zai)穩(wen)態條件下可(ke)(ke)吸收(AOC)有機碳和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)降解(BDOC)在(zai)50%到100%之間報(bao)告了去除(chu)(chu)(chu)效率(lv)。此外，這(zhe)一(yi)過程還(huan)可(ke)(ke)能導(dao)致臭(chou)氧化副產品完全消(xiao)除(chu)(chu)(chu)健(jian)康問題，并對未來有規(gui)定。這(zhe)些包(bao)括一(yi)些短(duan)鏈醛(quan)。

　　生物活(huo)性(xing)顆粒活(huo)性(xing)炭(tan)也可以(yi)(yi)有(you)(you)效消除合(he)成有(you)(you)機化(hua)學物質，如苯，甲(jia)苯，以(yi)(yi)及像(xiang)莠(you)去津這(zhe)樣的農藥，這(zhe)些都有(you)(you)健康(kang)問題(ti)。該方法還可以(yi)(yi)降(jiang)低味(wei)道和(he)氣味(wei)化(hua)合(he)物如短鏈醛(水果)，胺(an)和(he)脂族醛(魚腥味(wei))和(he)酚類(lei)和(he)氯(lv)化(hua)酚(防(fang)腐/藥用)的濃度。

　　*后，生(sheng)物(wu)活性炭可以通過消除(chu)競爭吸附(fu)點(dian)的物(wu)質來提高顆粒活性炭對(dui)非(fei)生(sheng)物(wu)或非(fei)生(sheng)物(wu)降解(jie)化(hua)合物(wu)的吸附(fu)能力(li)。這有時被稱(cheng)為(wei)生(sheng)物(wu)再生(sheng)效應。