生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(廣泛用于從(cong)飲用水(shui)中(zhong)去除溶解的(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)。20世紀70年代初(chu)，顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)中(zhong)增殖(zhi)的(de)細菌可能是(shi)過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)中(zhong)有(you)機(ji)物(wu)(wu)去除的(de)一(yi)部分。預(yu)臭氧化顯著增強了顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)。臭氧化與顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭的(de)結合通常稱為生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭工藝(yi)或生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)增強活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭工藝(yi)。在許多(duo)大型水(shui)處理(li)廠實施生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭。廣泛使用的(de)原因是(shi)地(di)表水(shui)水(shui)質(zhi)普遍較差(cha)，注重(zhong)氯化副產品。

　　在生物(wu)(wu)活性炭(tan)(tan)過(guo)濾器(qi)中生物(wu)(wu)消除(chu)溶(rong)解的有(you)機化合物(wu)(wu)提供了幾(ji)個完成的水質優點。例如(ru)，生物(wu)(wu)活性炭(tan)(tan)去除(chu)了大部分(fen)溶(rong)解的有(you)機碳(tan)(DOC)。通過(guo)吸(xi)附和(he)生物(wu)(wu)活性炭(tan)(tan)去除(chu)DOC理(li)論表示如(ru)圖所示。*初(chu)，大多數(shu)通過(guo)物(wu)(wu)理(li)吸(xi)附去除(chu)(周期(qi))A)，細(xi)菌(jun)處于(yu)馴(xun)化階(jie)段(duan)。在此期(qi)間(jian)，DOC去除(chu)率在40%到90%之間(jian)。生物(wu)(wu)活性炭(tan)(tan)上10%至(zhi)20%的等級是不可(ke)吸(xi)收的。

　　在(zai)B期間，吸附和生物(wu)降解并行運行。細菌現在(zai)適應，吸附位置(zhi)飽和，吸附去除(chu)逐漸減少。周期C稱為穩態(tai)周期。生物(wu)氧化負責(ze)DOC去除(chu)的主要過(guo)程。大部(bu)分吸附能力(li)都耗(hao)盡了。在(zai)穩態(tai)條件下，DOC去除(chu)率在(zai)15%到40%之間。若(ruo)在(zai)穩態(tai)條件下取得的去除(chu)效率符合治療(liao)目標(biao)，則可顯著提高活(huo)性炭的使(shi)用壽命(ming)。

　　自然(ran)存在(zai)包括表面水(shui)DOC已知化合(he)(he)(he)物(wu)是(shi)消毒(氯(lv)化化合(he)(he)(he)物(wu)(DBP)如三(san)鹵(lu)甲烷(THM)和鹵(lu)代乙酸(HAAs)的(de)(de)(de)(de)前(qian)體(ti)。THM和HAAs是(shi)D-DBP主要(yao)化合(he)(he)(he)物(wu)在(zai)規則下。這(zhe)些DBP前(qian)體(ti)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)和去(qu)除(chu)DOC相關。然(ran)而，對于(yu)總有(you)機鹵(lu)素，(TOX)，THM和HAA對前(qian)體(ti)，對DOC這(zhe)些氯(lv)反應(ying)性(xing)化合(he)(he)(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)處理具有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效率(lv)。在(zai)穩(wen)態條件(jian)下，THM和HAA前(qian)體(ti)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效率(lv)據報道為20%至(zhi)70%。在(zai)工藝的(de)(de)(de)(de)初(chu)始階段(階段)A)，去(qu)除(chu)效率(lv)要(yao)高得(de)多，通(tong)過(guo)物(wu)理吸附(fu)去(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)(de)(de)前(qian)體(ti)。

　　顆粒活性炭過(guo)濾器(qi)中(zhong)的(de)(de)生物氧化(hua)也(ye)能(neng)有(you)效去除氨等無機物。氨是一種促(cu)進生物生長(chang)和與(yu)氯反應的(de)(de)有(you)毒化(hua)學物質。DOC和氨的(de)(de)組合去除顯著降(jiang)低了成品(pin)水的(de)(de)氯需求。降(jiang)低氯需求DBP水的(de)(de)審美質量得到了提(ti)高。

　　預臭氧(yang)化(hua)為水處理(li)過(guo)程(cheng)提供了許多好處(例如，不形成THM或(huo)HAAs優良消毒、微絮凝、除(chu)色、，除(chu)鐵，除(chu)錳，減少味道和(he)氣味，增強生(sheng)(sheng)物活性等。但臭氧(yang)化(hua)副(fu)產物通(tong)常容易生(sheng)(sheng)物降解(jie)，并可能(neng)導致分配系(xi)統中(zhong)的生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長。在BAC去除(chu)這(zhe)(zhe)些可生(sheng)(sheng)物降解(jie)化(hua)合物會導致生(sheng)(sheng)物再生(sheng)(sheng)長的控制和(he)殘留(liu)氯的穩定(ding)性增加。有(you)機(ji)(ji)碳在穩態(tai)條件下(xia)可吸(xi)收(AOC)有(you)機(ji)(ji)碳和(he)生(sheng)(sheng)物降解(jie)(BDOC)在50%到100%之間報告(gao)了去除(chu)效率(lv)。此外，這(zhe)(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)還(huan)可能(neng)導致臭氧(yang)化(hua)副(fu)產品完全消除(chu)健康(kang)問(wen)題，并對未來有(you)規(gui)定(ding)。這(zhe)(zhe)些包括一(yi)些短(duan)鏈醛。

　　生(sheng)物活性(xing)顆(ke)粒活性(xing)炭(tan)也可以(yi)有效消除合成有機化學物質，如(ru)苯(ben)，甲(jia)苯(ben)，以(yi)及像莠去津(jin)這(zhe)樣的農藥，這(zhe)些(xie)都有健(jian)康問題。該方法還可以(yi)降低味(wei)道和氣味(wei)化合物如(ru)短鏈醛(水果)，胺和脂族(zu)醛(魚腥味(wei))和酚類和氯(lv)化酚(防腐/藥用(yong))的濃(nong)度。

　　*后，生(sheng)(sheng)物活(huo)性炭(tan)可以通過消除競爭吸(xi)附點的(de)物質來提高顆粒活(huo)性炭(tan)對非(fei)生(sheng)(sheng)物或非(fei)生(sheng)(sheng)物降解化合(he)物的(de)吸(xi)附能力。這(zhe)有(you)時(shi)被(bei)稱為生(sheng)(sheng)物再生(sheng)(sheng)效應。