生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(廣(guang)泛(fan)用(yong)于從飲用(yong)水(shui)(shui)中去(qu)除溶解(jie)的(de)(de)有機物(wu)(wu)。20世紀70年代(dai)初，顆(ke)粒(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)過濾器(qi)中增(zeng)殖的(de)(de)細菌可能(neng)是過濾器(qi)中有機物(wu)(wu)去(qu)除的(de)(de)一部分。預臭氧化顯著增(zeng)強(qiang)了顆(ke)粒(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)。臭氧化與(yu)顆(ke)粒(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)結(jie)合通常(chang)稱為生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)工(gong)藝或生(sheng)物(wu)(wu)增(zeng)強(qiang)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)工(gong)藝。在(zai)許(xu)多大型水(shui)(shui)處理廠實施生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)。廣(guang)泛(fan)使用(yong)的(de)(de)原因(yin)是地(di)表(biao)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質普遍較差，注重(zhong)氯化副產品。

　　在(zai)生物(wu)活性(xing)炭(tan)過濾(lv)器中(zhong)生物(wu)消除溶解(jie)的(de)有機化合物(wu)提供了(le)(le)幾個完成的(de)水質優點。例如，生物(wu)活性(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除了(le)(le)大部分(fen)溶解(jie)的(de)有機碳(tan)(DOC)。通(tong)過吸(xi)附和(he)生物(wu)活性(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除DOC理論表示如圖所示。*初，大多(duo)數通(tong)過物(wu)理吸(xi)附去(qu)(qu)除(周期(qi))A)，細(xi)菌處于(yu)馴化階段(duan)。在(zai)此(ci)期(qi)間(jian)(jian)，DOC去(qu)(qu)除率(lv)在(zai)40%到90%之間(jian)(jian)。生物(wu)活性(xing)炭(tan)上10%至20%的(de)等級是不可吸(xi)收的(de)。

　　在(zai)B期間，吸(xi)附(fu)和生物(wu)降解并行運行。細(xi)菌現在(zai)適應，吸(xi)附(fu)位置飽和，吸(xi)附(fu)去除逐漸減少。周期C稱為穩(wen)態周期。生物(wu)氧化負責DOC去除的(de)主要(yao)過程。大部分吸(xi)附(fu)能力都耗盡了。在(zai)穩(wen)態條件下(xia)，DOC去除率在(zai)15%到40%之間。若在(zai)穩(wen)態條件下(xia)取得的(de)去除效率符(fu)合治療目(mu)標，則可顯著(zhu)提(ti)高(gao)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)使用(yong)壽命(ming)。

　　自(zi)然存在(zai)包括表面水DOC已知化合(he)物是(shi)消毒(氯(lv)化化合(he)物(DBP)如(ru)三(san)鹵甲烷(THM)和(he)(he)鹵代乙酸(HAAs)的(de)(de)前(qian)(qian)體。THM和(he)(he)HAAs是(shi)D-DBP主要化合(he)物在(zai)規則下。這些DBP前(qian)(qian)體的(de)(de)去(qu)除(chu)和(he)(he)去(qu)除(chu)DOC相(xiang)關。然而，對于總有機(ji)鹵素，(TOX)，THM和(he)(he)HAA對前(qian)(qian)體，對DOC這些氯(lv)反應性化合(he)物的(de)(de)生物處理具有較高的(de)(de)去(qu)除(chu)效率。在(zai)穩(wen)態條(tiao)件(jian)下，THM和(he)(he)HAA前(qian)(qian)體的(de)(de)去(qu)除(chu)效率據(ju)報道為20%至70%。在(zai)工藝(yi)的(de)(de)初始階段(階段)A)，去(qu)除(chu)效率要高得多，通過物理吸附去(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)前(qian)(qian)體。

　　顆粒活性(xing)炭過濾器中的(de)(de)生物(wu)氧化(hua)也能有(you)效去除氨(an)等無機(ji)物(wu)。氨(an)是一種促進生物(wu)生長和(he)與(yu)氯(lv)反(fan)應的(de)(de)有(you)毒化(hua)學物(wu)質(zhi)。DOC和(he)氨(an)的(de)(de)組合去除顯著降(jiang)低(di)了成品水的(de)(de)氯(lv)需(xu)求。降(jiang)低(di)氯(lv)需(xu)求DBP水的(de)(de)審美質(zhi)量(liang)得到了提高(gao)。

　　預臭(chou)氧(yang)化為(wei)水處理過程(cheng)提供了許多好處(例如，不形成THM或HAAs優(you)良消毒、微絮凝、除(chu)(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)(chu)鐵(tie)，除(chu)(chu)(chu)錳，減少味道和氣味，增強生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物活(huo)性等。但臭(chou)氧(yang)化副產(chan)物通常容易生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物降解，并可能導(dao)(dao)致分配系統中的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長。在BAC去(qu)除(chu)(chu)(chu)這些(xie)可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物降解化合物會(hui)導(dao)(dao)致生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的控制(zhi)和殘(can)留氯(lv)的穩定性增加。有機碳在穩態條件下可吸收(AOC)有機碳和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物降解(BDOC)在50%到100%之間報告了去(qu)除(chu)(chu)(chu)效率。此外，這一過程(cheng)還(huan)可能導(dao)(dao)致臭(chou)氧(yang)化副產(chan)品(pin)完全消除(chu)(chu)(chu)健康問題，并對未來有規定。這些(xie)包(bao)括一些(xie)短鏈醛。

　　生(sheng)物(wu)活性顆(ke)粒(li)活性炭也可以有效消(xiao)除合(he)成有機(ji)化(hua)學物(wu)質，如(ru)苯，甲苯，以及(ji)像莠去津(jin)這樣的農(nong)藥，這些都有健康問題。該方法還可以降低味(wei)道和(he)氣味(wei)化(hua)合(he)物(wu)如(ru)短鏈醛(quan)(quan)(水果(guo))，胺和(he)脂族醛(quan)(quan)(魚(yu)腥味(wei))和(he)酚(fen)類和(he)氯化(hua)酚(fen)(防腐/藥用)的濃度。

　　*后，生(sheng)物(wu)(wu)活性炭可(ke)以(yi)通過消除競爭吸附(fu)點的(de)物(wu)(wu)質來提高(gao)顆粒(li)活性炭對非生(sheng)物(wu)(wu)或(huo)非生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解化合物(wu)(wu)的(de)吸附(fu)能力。這有時被稱為生(sheng)物(wu)(wu)再(zai)生(sheng)效應(ying)。