生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒(li)(li)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(廣泛用(yong)于從飲用(yong)水中(zhong)去除溶解的有機物(wu)(wu)。20世(shi)紀70年代(dai)初，顆(ke)粒(li)(li)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)過濾(lv)(lv)器中(zhong)增殖的細(xi)菌可能是(shi)過濾(lv)(lv)器中(zhong)有機物(wu)(wu)去除的一部分。預臭氧化(hua)顯著增強(qiang)(qiang)了顆(ke)粒(li)(li)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)。臭氧化(hua)與顆(ke)粒(li)(li)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的結(jie)合(he)通常稱為生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)工藝(yi)或生(sheng)物(wu)(wu)增強(qiang)(qiang)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)工藝(yi)。在許(xu)多大型水處理廠實施生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。廣泛使用(yong)的原因是(shi)地(di)表水水質普遍較差，注重(zhong)氯化(hua)副產品。

　　在(zai)(zai)生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭過(guo)濾器中(zhong)生(sheng)物(wu)(wu)消(xiao)除(chu)(chu)溶解的(de)有機化(hua)合物(wu)(wu)提供了幾個完成的(de)水質(zhi)優(you)點(dian)。例如，生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去除(chu)(chu)了大部分溶解的(de)有機碳(tan)(DOC)。通(tong)過(guo)吸(xi)附(fu)和生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭去除(chu)(chu)DOC理(li)論表示如圖所(suo)示。*初，大多數通(tong)過(guo)物(wu)(wu)理(li)吸(xi)附(fu)去除(chu)(chu)(周期)A)，細菌處于馴(xun)化(hua)階段。在(zai)(zai)此(ci)期間(jian)(jian)，DOC去除(chu)(chu)率在(zai)(zai)40%到(dao)90%之間(jian)(jian)。生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭上10%至(zhi)20%的(de)等級是(shi)不可吸(xi)收(shou)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(zhi)飽(bao)和，吸附(fu)去(qu)除(chu)(chu)逐漸減(jian)少。周期(qi)C稱為穩(wen)態(tai)周期(qi)。生物氧(yang)化負責(ze)DOC去(qu)除(chu)(chu)的(de)(de)主要(yao)過(guo)程。大(da)部分(fen)吸附(fu)能(neng)力都耗(hao)盡了。在穩(wen)態(tai)條(tiao)件下(xia)，DOC去(qu)除(chu)(chu)率(lv)在15%到40%之間(jian)。若(ruo)在穩(wen)態(tai)條(tiao)件下(xia)取得的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效率(lv)符合治(zhi)療(liao)目(mu)標，則可顯(xian)著提高活性炭的(de)(de)使(shi)用壽命。

　　自(zi)然(ran)存在(zai)包括表面水DOC已知化合(he)物(wu)是消毒(氯化化合(he)物(wu)(DBP)如三鹵甲烷(THM)和(he)鹵代乙酸(HAAs)的(de)前體(ti)。THM和(he)HAAs是D-DBP主要(yao)化合(he)物(wu)在(zai)規則(ze)下(xia)。這些DBP前體(ti)的(de)去(qu)除(chu)和(he)去(qu)除(chu)DOC相關(guan)。然(ran)而，對于總有(you)機鹵素，(TOX)，THM和(he)HAA對前體(ti)，對DOC這些氯反應(ying)性化合(he)物(wu)的(de)生物(wu)處理(li)具有(you)較高的(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率。在(zai)穩態條件下(xia)，THM和(he)HAA前體(ti)的(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率據(ju)報道為20%至70%。在(zai)工藝的(de)初始階段(duan)(階段(duan))A)，去(qu)除(chu)效(xiao)率要(yao)高得(de)多，通過物(wu)理(li)吸附(fu)去(qu)除(chu)75%到90%的(de)前體(ti)。

　　顆粒(li)活性炭過濾器(qi)中的(de)生物(wu)氧(yang)化(hua)也能有效去(qu)除氨(an)等無機(ji)物(wu)。氨(an)是(shi)一種促(cu)進生物(wu)生長和與氯反(fan)應(ying)的(de)有毒化(hua)學物(wu)質。DOC和氨(an)的(de)組合去(qu)除顯著降低了成品水的(de)氯需(xu)求。降低氯需(xu)求DBP水的(de)審美質量得到了提高。

　　預臭氧化為水處理過程提供了許多(duo)好處(例如，不形成(cheng)THM或HAAs優良消毒、微(wei)絮凝(ning)、除(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)鐵，除(chu)(chu)錳，減少味(wei)道和氣味(wei)，增(zeng)強(qiang)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性等。但臭氧化副產物(wu)(wu)通常容易生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)，并(bing)可(ke)能導致分配系統中的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)長。在(zai)(zai)BAC去(qu)除(chu)(chu)這些(xie)可(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)化合物(wu)(wu)會導致生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再生(sheng)(sheng)長的(de)控制和殘(can)留氯的(de)穩(wen)定性增(zeng)加。有機碳在(zai)(zai)穩(wen)態條件(jian)下(xia)可(ke)吸收(shou)(AOC)有機碳和生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(BDOC)在(zai)(zai)50%到100%之間報告(gao)了去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率(lv)。此外，這一(yi)(yi)過程還可(ke)能導致臭氧化副產品完全消除(chu)(chu)健康問題，并(bing)對未來(lai)有規定。這些(xie)包括一(yi)(yi)些(xie)短鏈(lian)醛。

　　生物(wu)活(huo)(huo)性顆粒活(huo)(huo)性炭(tan)也可以有效消除合成有機(ji)化學(xue)物(wu)質(zhi)，如(ru)苯(ben)，甲苯(ben)，以及像(xiang)莠去津這樣(yang)的農藥，這些都有健(jian)康(kang)問題。該方法還可以降低味(wei)道和氣味(wei)化合物(wu)如(ru)短鏈醛(水果)，胺和脂族醛(魚腥味(wei))和酚類和氯(lv)化酚(防腐(fu)/藥用)的濃度(du)。

　　*后，生(sheng)物(wu)(wu)活性炭可以通過消(xiao)除競爭吸(xi)附(fu)點的物(wu)(wu)質來(lai)提高顆粒(li)活性炭對非生(sheng)物(wu)(wu)或非生(sheng)物(wu)(wu)降解化合物(wu)(wu)的吸(xi)附(fu)能力。這有時(shi)被稱為生(sheng)物(wu)(wu)再(zai)生(sheng)效應。