生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(廣泛用于從飲用水中去除溶解的(de)(de)有機(ji)物(wu)。20世紀70年(nian)代初，顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)過濾器中增殖(zhi)的(de)(de)細菌可能是過濾器中有機(ji)物(wu)去除的(de)(de)一(yi)部分。預臭(chou)氧化顯著增強了顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性。臭(chou)氧化與(yu)顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)結合通(tong)常稱(cheng)為生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)工藝或生(sheng)物(wu)增強活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)工藝。在許多大(da)型(xing)水處理廠實施生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)。廣泛使用的(de)(de)原因是地(di)表水水質普遍較差，注(zhu)重(zhong)氯化副(fu)產品。

　　在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)過(guo)濾器(qi)中生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)消(xiao)除(chu)溶解(jie)的(de)有機(ji)化合物(wu)(wu)提供了幾(ji)個完成的(de)水質優點。例(li)如(ru)，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)去除(chu)了大(da)部分(fen)溶解(jie)的(de)有機(ji)碳(DOC)。通過(guo)吸附(fu)和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)去除(chu)DOC理(li)(li)論(lun)表示如(ru)圖(tu)所示。*初，大(da)多(duo)數通過(guo)物(wu)(wu)理(li)(li)吸附(fu)去除(chu)(周期)A)，細(xi)菌處于(yu)馴(xun)化階段。在此期間(jian)，DOC去除(chu)率在40%到90%之間(jian)。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)上10%至20%的(de)等級是不可吸收的(de)。

　　在B期(qi)間(jian)，吸附(fu)和生物降解并行運行。細菌現在適應，吸附(fu)位置飽和，吸附(fu)去(qu)除(chu)(chu)逐(zhu)漸(jian)減少。周期(qi)C稱(cheng)為穩態(tai)周期(qi)。生物氧化負責DOC去(qu)除(chu)(chu)的(de)主要過程。大部分吸附(fu)能力都耗(hao)盡了(le)。在穩態(tai)條(tiao)件下，DOC去(qu)除(chu)(chu)率在15%到40%之(zhi)間(jian)。若在穩態(tai)條(tiao)件下取得的(de)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率符(fu)合治(zhi)療目(mu)標，則可(ke)顯著(zhu)提高活性炭的(de)使用壽命(ming)。

　　自然存在(zai)(zai)包括表面(mian)水DOC已知(zhi)化合物(wu)是消毒(氯化化合物(wu)(DBP)如(ru)三鹵(lu)甲烷(THM)和(he)鹵(lu)代乙酸(HAAs)的前(qian)體。THM和(he)HAAs是D-DBP主(zhu)要化合物(wu)在(zai)(zai)規則下(xia)。這(zhe)些DBP前(qian)體的去(qu)(qu)除(chu)(chu)和(he)去(qu)(qu)除(chu)(chu)DOC相關。然而，對于總有機鹵(lu)素(su)，(TOX)，THM和(he)HAA對前(qian)體，對DOC這(zhe)些氯反應(ying)性化合物(wu)的生物(wu)處理(li)具有較高的去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率。在(zai)(zai)穩(wen)態條件下(xia)，THM和(he)HAA前(qian)體的去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率據報道(dao)為20%至70%。在(zai)(zai)工藝的初始階段(階段)A)，去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率要高得多(duo)，通過物(wu)理(li)吸附去(qu)(qu)除(chu)(chu)75%到90%的前(qian)體。

　　顆(ke)粒活性炭過(guo)濾(lv)器中的生物(wu)氧化(hua)也(ye)能有(you)效去(qu)除(chu)氨等無機(ji)物(wu)。氨是一種促(cu)進生物(wu)生長和與氯反(fan)應的有(you)毒(du)化(hua)學物(wu)質。DOC和氨的組合去(qu)除(chu)顯著(zhu)降低(di)了(le)成品水的氯需(xu)求。降低(di)氯需(xu)求DBP水的審美質量(liang)得到了(le)提高。

　　預臭氧化為(wei)水(shui)處理過程提供(gong)了許多好處(例(li)如，不(bu)形成THM或HAAs優良消毒、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減(jian)少味道(dao)和(he)氣味，增強生(sheng)物活性等。但臭氧化副(fu)(fu)產物通(tong)常容易(yi)生(sheng)物降解(jie)，并可能(neng)(neng)導致分配(pei)系統(tong)中的生(sheng)物生(sheng)長(chang)。在BAC去(qu)除(chu)這(zhe)些(xie)(xie)(xie)可生(sheng)物降解(jie)化合物會導致生(sheng)物再(zai)生(sheng)長(chang)的控(kong)制和(he)殘留氯的穩定(ding)性增加。有(you)機碳在穩態條(tiao)件(jian)下可吸收(AOC)有(you)機碳和(he)生(sheng)物降解(jie)(BDOC)在50%到(dao)100%之間報告了去(qu)除(chu)效(xiao)率。此外，這(zhe)一過程還可能(neng)(neng)導致臭氧化副(fu)(fu)產品完全消除(chu)健康(kang)問題，并對(dui)未來有(you)規定(ding)。這(zhe)些(xie)(xie)(xie)包括一些(xie)(xie)(xie)短鏈醛。

　　生物(wu)活性顆(ke)粒活性炭也可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)消除合成(cheng)有(you)機化(hua)學物(wu)質，如苯，甲苯，以(yi)及像莠(you)去(qu)津這(zhe)樣(yang)的農藥，這(zhe)些都有(you)健康問題(ti)。該方法還(huan)可(ke)以(yi)降低(di)味道和(he)(he)氣味化(hua)合物(wu)如短鏈(lian)醛(水果)，胺和(he)(he)脂族(zu)醛(魚腥味)和(he)(he)酚類和(he)(he)氯化(hua)酚(防腐/藥用)的濃(nong)度。

　　*后，生(sheng)物活性炭可以通過(guo)消除(chu)競爭吸(xi)附(fu)點(dian)的(de)物質來提高顆粒(li)活性炭對非(fei)生(sheng)物或(huo)非(fei)生(sheng)物降解(jie)化合物的(de)吸(xi)附(fu)能力。這有時(shi)被稱為(wei)生(sheng)物再生(sheng)效應。