生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒(li)(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于從飲用(yong)(yong)水中去除(chu)溶解的有機物(wu)(wu)。20世紀70年(nian)代初，顆(ke)粒(li)(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)過濾器中增(zeng)殖的細菌可能(neng)是過濾器中有機物(wu)(wu)去除(chu)的一部分。預臭(chou)氧(yang)化(hua)(hua)顯(xian)著(zhu)增(zeng)強(qiang)了顆(ke)粒(li)(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)。臭(chou)氧(yang)化(hua)(hua)與(yu)顆(ke)粒(li)(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的結合通常稱為生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)工藝或生(sheng)物(wu)(wu)增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)工藝。在許多大(da)型水處(chu)理廠(chang)實(shi)施生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。廣(guang)泛(fan)使用(yong)(yong)的原(yuan)因(yin)是地表水水質(zhi)普遍(bian)較差，注重氯(lv)化(hua)(hua)副(fu)產品。

　　在(zai)生(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭過(guo)濾(lv)器中生(sheng)(sheng)物消(xiao)除溶解的有機(ji)化(hua)合(he)物提供(gong)了幾個(ge)完成(cheng)的水質(zhi)優點(dian)。例(li)如，生(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭去(qu)除了大部分溶解的有機(ji)碳(DOC)。通(tong)(tong)過(guo)吸附和生(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭去(qu)除DOC理(li)論表示如圖(tu)所示。*初，大多數通(tong)(tong)過(guo)物理(li)吸附去(qu)除(周期(qi))A)，細菌處(chu)于馴(xun)化(hua)階(jie)段(duan)。在(zai)此期(qi)間，DOC去(qu)除率在(zai)40%到(dao)90%之間。生(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭上10%至20%的等級(ji)是不(bu)可吸收的。

　　在(zai)B期(qi)(qi)間，吸(xi)附(fu)(fu)和生物降解并(bing)行(xing)運行(xing)。細菌(jun)現在(zai)適應，吸(xi)附(fu)(fu)位置飽和，吸(xi)附(fu)(fu)去除(chu)逐漸減少。周期(qi)(qi)C稱為(wei)穩態(tai)周期(qi)(qi)。生物氧化負責DOC去除(chu)的主要過程。大部(bu)分吸(xi)附(fu)(fu)能力都耗盡了(le)。在(zai)穩態(tai)條(tiao)件(jian)下，DOC去除(chu)率在(zai)15%到(dao)40%之間。若(ruo)在(zai)穩態(tai)條(tiao)件(jian)下取得的去除(chu)效率符合治療目標，則可顯著提高(gao)活性(xing)炭的使用壽命。

　　自然存在(zai)包括表面水(shui)DOC已知化(hua)合物(wu)(wu)是消毒(氯化(hua)化(hua)合物(wu)(wu)(DBP)如(ru)三(san)鹵甲烷(THM)和(he)鹵代乙酸(suan)(HAAs)的(de)(de)前體(ti)。THM和(he)HAAs是D-DBP主(zhu)要化(hua)合物(wu)(wu)在(zai)規則(ze)下(xia)。這些DBP前體(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)和(he)去(qu)除(chu)DOC相關。然而，對于總有(you)機鹵素，(TOX)，THM和(he)HAA對前體(ti)，對DOC這些氯反應性(xing)化(hua)合物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)處理具有(you)較高的(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)。在(zai)穩態條件下(xia)，THM和(he)HAA前體(ti)的(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)據報道為(wei)20%至70%。在(zai)工藝的(de)(de)初始階(jie)段(duan)(階(jie)段(duan))A)，去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)要高得(de)多，通(tong)過(guo)物(wu)(wu)理吸附去(qu)除(chu)75%到90%的(de)(de)前體(ti)。

　　顆粒(li)活性炭過濾器中的(de)生(sheng)(sheng)物氧化(hua)也能有(you)效去(qu)除氨(an)(an)等無(wu)機物。氨(an)(an)是一種促進生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長和與氯(lv)反應的(de)有(you)毒化(hua)學物質。DOC和氨(an)(an)的(de)組合去(qu)除顯(xian)著(zhu)降低了成(cheng)品(pin)水的(de)氯(lv)需求。降低氯(lv)需求DBP水的(de)審(shen)美質量得(de)到了提高。

　　預臭(chou)氧化(hua)(hua)為水處理(li)過(guo)(guo)程(cheng)提(ti)供了許多(duo)好處(例如，不形成THM或(huo)HAAs優良消毒、微(wei)絮凝、除(chu)(chu)色、，除(chu)(chu)鐵，除(chu)(chu)錳(meng)，減(jian)少味(wei)道和(he)氣味(wei)，增強生(sheng)物(wu)活性等。但臭(chou)氧化(hua)(hua)副產(chan)物(wu)通常(chang)容易生(sheng)物(wu)降解，并(bing)可能導致(zhi)分配系統(tong)中的(de)生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)。在BAC去(qu)除(chu)(chu)這些(xie)可生(sheng)物(wu)降解化(hua)(hua)合物(wu)會導致(zhi)生(sheng)物(wu)再生(sheng)長(chang)的(de)控制和(he)殘留氯(lv)的(de)穩定(ding)性增加。有機碳在穩態條件下可吸收(AOC)有機碳和(he)生(sheng)物(wu)降解(BDOC)在50%到100%之間(jian)報告了去(qu)除(chu)(chu)效率(lv)。此(ci)外，這一過(guo)(guo)程(cheng)還可能導致(zhi)臭(chou)氧化(hua)(hua)副產(chan)品完全(quan)消除(chu)(chu)健康問題，并(bing)對未來有規定(ding)。這些(xie)包括一些(xie)短鏈(lian)醛。

　　生物活性(xing)顆粒活性(xing)炭也可(ke)以(yi)有(you)效消除合成有(you)機化學物質，如苯(ben)，甲苯(ben)，以(yi)及像(xiang)莠去津(jin)這(zhe)樣的(de)農藥，這(zhe)些都有(you)健康問題。該方法(fa)還(huan)可(ke)以(yi)降(jiang)低味(wei)道(dao)和氣(qi)味(wei)化合物如短鏈醛(quan)(水果)，胺和脂族醛(quan)(魚(yu)腥味(wei))和酚類和氯(lv)化酚(防腐/藥用(yong))的(de)濃度。

　　*后，生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)炭可以通過消除競爭吸附點的物(wu)(wu)質來提高(gao)顆(ke)粒活(huo)性(xing)(xing)炭對(dui)非(fei)生(sheng)物(wu)(wu)或非(fei)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解化合(he)物(wu)(wu)的吸附能力。這有(you)時(shi)被稱為生(sheng)物(wu)(wu)再生(sheng)效應。