生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(廣泛用于(yu)從(cong)飲用水(shui)中去除溶解(jie)的(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)。20世紀70年(nian)代初，顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)過(guo)濾器中增(zeng)(zeng)殖(zhi)的(de)(de)細菌(jun)可能是(shi)過(guo)濾器中有(you)機(ji)物(wu)(wu)去除的(de)(de)一部分。預(yu)臭(chou)氧化(hua)顯著增(zeng)(zeng)強(qiang)了(le)顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)。臭(chou)氧化(hua)與顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)結合(he)通常稱為生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝或生(sheng)物(wu)(wu)增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)工藝。在(zai)許多大型(xing)水(shui)處理廠實施生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。廣泛使用的(de)(de)原因是(shi)地表水(shui)水(shui)質普遍較(jiao)差，注重氯化(hua)副產品。

　　在(zai)生(sheng)物(wu)活性(xing)炭過濾器中生(sheng)物(wu)消(xiao)除(chu)(chu)(chu)溶解的(de)有(you)機(ji)(ji)化合物(wu)提供(gong)了幾個完成(cheng)的(de)水質優點。例如，生(sheng)物(wu)活性(xing)炭去(qu)除(chu)(chu)(chu)了大部分溶解的(de)有(you)機(ji)(ji)碳(DOC)。通過吸(xi)附(fu)和生(sheng)物(wu)活性(xing)炭去(qu)除(chu)(chu)(chu)DOC理(li)論表示如圖所示。*初，大多數(shu)通過物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(周期)A)，細菌處于馴化階段。在(zai)此期間，DOC去(qu)除(chu)(chu)(chu)率在(zai)40%到90%之間。生(sheng)物(wu)活性(xing)炭上(shang)10%至20%的(de)等級是不可吸(xi)收的(de)。

　　在B期間(jian)，吸(xi)附(fu)和生(sheng)物降解并行運行。細菌現在適應，吸(xi)附(fu)位(wei)置飽和，吸(xi)附(fu)去(qu)除(chu)逐漸減少。周(zhou)期C稱為(wei)穩(wen)態(tai)(tai)周(zhou)期。生(sheng)物氧化負責(ze)DOC去(qu)除(chu)的主要(yao)過程。大部分吸(xi)附(fu)能力都(dou)耗盡了。在穩(wen)態(tai)(tai)條件下(xia)，DOC去(qu)除(chu)率在15%到40%之間(jian)。若在穩(wen)態(tai)(tai)條件下(xia)取得的去(qu)除(chu)效率符合(he)治療目(mu)標，則可顯著提高活性炭的使用壽命。

　　自然存在包括表面水DOC已(yi)知化(hua)合(he)物是(shi)(shi)消毒(du)(氯化(hua)化(hua)合(he)物(DBP)如三鹵甲烷(THM)和(he)(he)鹵代(dai)乙酸(HAAs)的(de)(de)前體。THM和(he)(he)HAAs是(shi)(shi)D-DBP主要化(hua)合(he)物在規則下。這(zhe)些(xie)DBP前體的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)和(he)(he)去(qu)(qu)除(chu)DOC相(xiang)關。然而，對于(yu)總有機鹵素，(TOX)，THM和(he)(he)HAA對前體，對DOC這(zhe)些(xie)氯反應性化(hua)合(he)物的(de)(de)生物處理(li)具(ju)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)。在穩態條件下，THM和(he)(he)HAA前體的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)據(ju)報(bao)道為20%至70%。在工藝的(de)(de)初始階(jie)段(duan)(階(jie)段(duan))A)，去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)要高(gao)得多，通(tong)過(guo)物理(li)吸附去(qu)(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)前體。

　　顆粒活性炭過濾器中的(de)(de)生物(wu)氧化也能有效去除氨等無(wu)機物(wu)。氨是一種(zhong)促進生物(wu)生長(chang)和(he)(he)與氯反應的(de)(de)有毒化學物(wu)質。DOC和(he)(he)氨的(de)(de)組合(he)去除顯著降低了(le)成品水(shui)的(de)(de)氯需(xu)求。降低氯需(xu)求DBP水(shui)的(de)(de)審美質量得(de)到了(le)提(ti)高。

　　預(yu)臭氧(yang)化(hua)為水處理(li)過(guo)程(cheng)提供(gong)了(le)許多好(hao)處(例(li)如，不形成THM或(huo)HAAs優良(liang)消(xiao)毒、微(wei)絮凝、除(chu)(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)(chu)鐵(tie)，除(chu)(chu)(chu)錳，減(jian)少味道和氣味，增強生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性等。但臭氧(yang)化(hua)副產(chan)物(wu)(wu)(wu)通常容易(yi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)，并(bing)可能導(dao)(dao)致分配(pei)系統中(zhong)的生(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)長。在BAC去除(chu)(chu)(chu)這(zhe)些可生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)會導(dao)(dao)致生(sheng)物(wu)(wu)(wu)再生(sheng)長的控制和殘留氯(lv)的穩(wen)定性增加。有機(ji)碳在穩(wen)態條件下可吸收(AOC)有機(ji)碳和生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(BDOC)在50%到100%之間報告了(le)去除(chu)(chu)(chu)效率。此外，這(zhe)一過(guo)程(cheng)還可能導(dao)(dao)致臭氧(yang)化(hua)副產(chan)品完全(quan)消(xiao)除(chu)(chu)(chu)健康問題，并(bing)對未(wei)來有規定。這(zhe)些包括一些短鏈醛。

　　生物(wu)活性顆粒活性炭也可以(yi)有(you)(you)效消除合(he)成有(you)(you)機化(hua)學(xue)物(wu)質，如苯(ben)，甲苯(ben)，以(yi)及像(xiang)莠去津這樣的(de)農藥(yao)，這些(xie)都(dou)有(you)(you)健康問(wen)題(ti)。該(gai)方法還(huan)可以(yi)降(jiang)低味道(dao)和(he)氣味化(hua)合(he)物(wu)如短鏈醛(水果(guo))，胺和(he)脂族醛(魚腥(xing)味)和(he)酚類和(he)氯化(hua)酚(防腐/藥(yao)用)的(de)濃度。

　　*后，生物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)可以(yi)通過消除(chu)競爭吸(xi)附點的物(wu)(wu)質(zhi)來提高顆粒活性(xing)炭(tan)對非生物(wu)(wu)或非生物(wu)(wu)降解化合物(wu)(wu)的吸(xi)附能力。這有(you)時被稱為生物(wu)(wu)再生效(xiao)應。