生物活性炭用于水凈化

　　顆粒(li)(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(廣(guang)泛(fan)(fan)用(yong)(yong)于從飲用(yong)(yong)水(shui)中(zhong)去(qu)除(chu)溶(rong)解(jie)的有機(ji)物(wu)(wu)。20世紀70年代初，顆粒(li)(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾器中(zhong)增(zeng)殖的細(xi)菌可能是過(guo)濾器中(zhong)有機(ji)物(wu)(wu)去(qu)除(chu)的一部分(fen)。預臭(chou)氧(yang)(yang)化顯著增(zeng)強了顆粒(li)(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)。臭(chou)氧(yang)(yang)化與顆粒(li)(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的結(jie)合通常稱(cheng)為(wei)生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)工藝(yi)或(huo)生物(wu)(wu)增(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)工藝(yi)。在(zai)許多(duo)大型水(shui)處理(li)廠(chang)實施生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)。廣(guang)泛(fan)(fan)使用(yong)(yong)的原(yuan)因是地表水(shui)水(shui)質普(pu)遍(bian)較差，注重氯化副產品(pin)。

　　在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾器(qi)中(zhong)生(sheng)物(wu)(wu)消(xiao)除(chu)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)有機化合(he)物(wu)(wu)提供(gong)了幾個完(wan)成的(de)水質優點。例如，生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)了大部(bu)分溶(rong)(rong)解(jie)的(de)有機碳(DOC)。通(tong)(tong)過(guo)吸附和生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)DOC理論表示如圖所示。*初，大多數(shu)通(tong)(tong)過(guo)物(wu)(wu)理吸附去(qu)除(chu)(周(zhou)期)A)，細菌處于馴化階(jie)段。在(zai)此期間(jian)，DOC去(qu)除(chu)率在(zai)40%到90%之(zhi)間(jian)。生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)(tan)上10%至20%的(de)等(deng)級是不可吸收的(de)。

　　在(zai)B期間，吸(xi)(xi)附(fu)和(he)生物(wu)降解并行運行。細菌現在(zai)適(shi)應，吸(xi)(xi)附(fu)位置飽和(he)，吸(xi)(xi)附(fu)去除(chu)(chu)逐(zhu)漸減少(shao)。周(zhou)期C稱為穩態周(zhou)期。生物(wu)氧化(hua)負責DOC去除(chu)(chu)的主要過程(cheng)。大部分吸(xi)(xi)附(fu)能力都耗(hao)盡(jin)了。在(zai)穩態條(tiao)件(jian)下(xia)，DOC去除(chu)(chu)率在(zai)15%到40%之間。若在(zai)穩態條(tiao)件(jian)下(xia)取(qu)得的去除(chu)(chu)效率符合治療目標，則可顯著提高活性炭的使(shi)用壽(shou)命。

　　自然存在包括表面水DOC已知化合(he)物(wu)(wu)是(shi)消毒(氯化化合(he)物(wu)(wu)(DBP)如三鹵甲烷(THM)和鹵代乙酸(HAAs)的(de)(de)前體(ti)。THM和HAAs是(shi)D-DBP主要化合(he)物(wu)(wu)在規(gui)則下。這些DBP前體(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)和去(qu)除(chu)DOC相(xiang)關。然而，對于總有(you)機鹵素，(TOX)，THM和HAA對前體(ti)，對DOC這些氯反(fan)應性化合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)處理(li)具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)。在穩態條件下，THM和HAA前體(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)據(ju)報道為20%至70%。在工藝的(de)(de)初始(shi)階段(duan)(階段(duan))A)，去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)要高(gao)得多，通過物(wu)(wu)理(li)吸附(fu)去(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)前體(ti)。

　　顆粒活性炭過濾(lv)器(qi)中的(de)(de)生(sheng)物氧(yang)化也(ye)能(neng)有效去(qu)除氨等(deng)無(wu)機物。氨是一種(zhong)促進生(sheng)物生(sheng)長和與氯(lv)反(fan)應(ying)的(de)(de)有毒化學(xue)物質(zhi)。DOC和氨的(de)(de)組合去(qu)除顯著降(jiang)低了(le)成(cheng)品水(shui)的(de)(de)氯(lv)需求。降(jiang)低氯(lv)需求DBP水(shui)的(de)(de)審美質(zhi)量得到了(le)提高。

　　預(yu)臭氧化為水處理過程提供了(le)許多好(hao)處(例如，不(bu)形成THM或HAAs優良(liang)消毒、微絮(xu)凝、除(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)鐵(tie)，除(chu)(chu)錳，減少(shao)味道和氣味，增(zeng)強生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)等。但臭氧化副產物(wu)(wu)通常容易生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解，并可(ke)能(neng)導(dao)致分配(pei)系統中的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)長。在(zai)BAC去(qu)除(chu)(chu)這些(xie)可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解化合物(wu)(wu)會(hui)導(dao)致生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再生(sheng)(sheng)(sheng)長的控制和殘留氯的穩定(ding)性(xing)(xing)增(zeng)加。有機碳(tan)在(zai)穩態條件下可(ke)吸(xi)收(AOC)有機碳(tan)和生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解(BDOC)在(zai)50%到100%之(zhi)間報告了(le)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率。此外(wai)，這一(yi)過程還可(ke)能(neng)導(dao)致臭氧化副產品完(wan)全消除(chu)(chu)健康問題，并對未來(lai)有規定(ding)。這些(xie)包括一(yi)些(xie)短鏈醛。

　　生物活(huo)性(xing)顆粒活(huo)性(xing)炭也可(ke)以(yi)有效消(xiao)除合成有機(ji)化學物質(zhi)，如苯，甲苯，以(yi)及像莠去津這(zhe)樣的(de)農藥(yao)，這(zhe)些都(dou)有健康問(wen)題。該方(fang)法還可(ke)以(yi)降(jiang)低味道和氣(qi)味化合物如短鏈(lian)醛(quan)(水果)，胺和脂族醛(quan)(魚(yu)腥味)和酚類和氯化酚(防腐/藥(yao)用)的(de)濃度。

　　*后，生(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)可(ke)以通過(guo)消除(chu)競(jing)爭吸附(fu)點的物質來提高顆粒活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對非(fei)生(sheng)物或非(fei)生(sheng)物降解(jie)化合(he)物的吸附(fu)能力。這有時被稱(cheng)為生(sheng)物再生(sheng)效應。