生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(廣(guang)泛(fan)用(yong)于從飲用(yong)水(shui)(shui)中去除(chu)溶解的(de)(de)有(you)(you)機物(wu)。20世紀70年代初(chu)，顆(ke)(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)過(guo)濾器中增(zeng)殖的(de)(de)細菌可能是(shi)過(guo)濾器中有(you)(you)機物(wu)去除(chu)的(de)(de)一部分。預臭氧(yang)化顯著增(zeng)強(qiang)了顆(ke)(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)生物(wu)活(huo)(huo)性。臭氧(yang)化與顆(ke)(ke)(ke)粒活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)結合通常稱為(wei)生物(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)工藝(yi)或(huo)生物(wu)增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)工藝(yi)。在許多大型(xing)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠實施(shi)生物(wu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)。廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)(de)原(yuan)因是(shi)地表水(shui)(shui)水(shui)(shui)質普遍較(jiao)差(cha)，注(zhu)重氯化副產品。

　　在(zai)生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭過濾器(qi)中(zhong)生物(wu)消除溶解的(de)有(you)機(ji)化合(he)物(wu)提供了幾個(ge)完(wan)成的(de)水質優點。例如，生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去除了大部分(fen)溶解的(de)有(you)機(ji)碳(DOC)。通過吸(xi)附和(he)生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去除DOC理(li)論(lun)表示(shi)如圖所示(shi)。*初，大多(duo)數(shu)通過物(wu)理(li)吸(xi)附去除(周(zhou)期(qi))A)，細(xi)菌處于馴化階段(duan)。在(zai)此期(qi)間(jian)，DOC去除率(lv)在(zai)40%到90%之(zhi)間(jian)。生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭上10%至20%的(de)等級(ji)是不可吸(xi)收的(de)。

　　在(zai)(zai)B期(qi)(qi)間(jian)(jian)，吸(xi)(xi)附和生物降解(jie)并(bing)行(xing)(xing)運行(xing)(xing)。細菌現在(zai)(zai)適(shi)應(ying)，吸(xi)(xi)附位置飽和，吸(xi)(xi)附去(qu)除逐漸(jian)減少(shao)。周(zhou)期(qi)(qi)C稱為穩態(tai)周(zhou)期(qi)(qi)。生物氧(yang)化負責DOC去(qu)除的主要過程。大部分吸(xi)(xi)附能力(li)都(dou)耗(hao)盡了。在(zai)(zai)穩態(tai)條件下，DOC去(qu)除率在(zai)(zai)15%到40%之間(jian)(jian)。若在(zai)(zai)穩態(tai)條件下取得的去(qu)除效率符合治療目標，則可顯著(zhu)提高活(huo)性炭的使用壽命。

　　自然存在(zai)包括表面(mian)水(shui)DOC已知化合(he)物(wu)(wu)是消毒(氯化化合(he)物(wu)(wu)(DBP)如三鹵甲烷(THM)和鹵代乙酸(suan)(HAAs)的(de)(de)前(qian)(qian)體(ti)(ti)。THM和HAAs是D-DBP主(zhu)要化合(he)物(wu)(wu)在(zai)規(gui)則下。這些(xie)DBP前(qian)(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)和去(qu)除(chu)(chu)DOC相關。然而，對于總有(you)(you)機鹵素(su)，(TOX)，THM和HAA對前(qian)(qian)體(ti)(ti)，對DOC這些(xie)氯反應性化合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)處理具有(you)(you)較高(gao)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效率。在(zai)穩態條件下，THM和HAA前(qian)(qian)體(ti)(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效率據報道為(wei)20%至(zhi)70%。在(zai)工藝的(de)(de)初始階段(階段)A)，去(qu)除(chu)(chu)效率要高(gao)得多，通過物(wu)(wu)理吸(xi)附去(qu)除(chu)(chu)75%到90%的(de)(de)前(qian)(qian)體(ti)(ti)。

　　顆粒活性(xing)炭(tan)過濾器中的生(sheng)物氧化(hua)也(ye)能有效去除氨等無機物。氨是一種促進生(sheng)物生(sheng)長和與氯(lv)反(fan)應的有毒化(hua)學物質。DOC和氨的組合去除顯著降(jiang)低(di)(di)了成品水(shui)的氯(lv)需求(qiu)。降(jiang)低(di)(di)氯(lv)需求(qiu)DBP水(shui)的審(shen)美質量(liang)得到了提高(gao)。

　　預臭氧化為水處理過程提供了許多好處(例如(ru)，不形成THM或HAAs優良消(xiao)毒、微絮(xu)凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少味道(dao)和(he)氣味，增強生物活性等。但臭氧化副(fu)產(chan)(chan)物通常容易生物降(jiang)(jiang)解，并可能(neng)導致分配(pei)系統中的(de)生物生長(chang)。在BAC去除(chu)這些(xie)(xie)(xie)可生物降(jiang)(jiang)解化合物會導致生物再生長(chang)的(de)控制和(he)殘留氯的(de)穩定性增加。有機碳在穩態條件下可吸收(AOC)有機碳和(he)生物降(jiang)(jiang)解(BDOC)在50%到100%之間報告了去除(chu)效率(lv)。此外(wai)，這一過程還可能(neng)導致臭氧化副(fu)產(chan)(chan)品(pin)完全消(xiao)除(chu)健康(kang)問題(ti)，并對(dui)未來有規定。這些(xie)(xie)(xie)包(bao)括(kuo)一些(xie)(xie)(xie)短(duan)鏈醛。

　　生物活性顆粒(li)活性炭(tan)也可以(yi)有效消除合(he)成有機化(hua)學物質，如苯(ben)，甲苯(ben)，以(yi)及(ji)像莠(you)去津這樣的農藥(yao)(yao)，這些都有健康問(wen)題(ti)。該方法還可以(yi)降低味(wei)道(dao)和(he)氣味(wei)化(hua)合(he)物如短鏈醛(quan)(quan)(水果)，胺和(he)脂族醛(quan)(quan)(魚腥味(wei))和(he)酚類和(he)氯化(hua)酚(防腐/藥(yao)(yao)用(yong))的濃度(du)。

　　*后，生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)炭可以通過消除競(jing)爭吸附(fu)點的物(wu)質來提(ti)高顆(ke)粒活(huo)性(xing)炭對非(fei)生(sheng)(sheng)物(wu)或非(fei)生(sheng)(sheng)物(wu)降解化合物(wu)的吸附(fu)能力。這有時被稱為生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)效應。