生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)粒(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(廣泛用(yong)于從飲用(yong)水中去除(chu)溶解的有機(ji)物(wu)。20世(shi)紀70年代初，顆(ke)粒(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾器(qi)中增殖的細(xi)菌(jun)可能是過(guo)濾器(qi)中有機(ji)物(wu)去除(chu)的一部分。預臭氧化顯著增強(qiang)了顆(ke)粒(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)。臭氧化與顆(ke)粒(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的結合通常稱(cheng)為生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)工藝或生(sheng)(sheng)物(wu)增強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)工藝。在許(xu)多(duo)大型水處理廠實施生(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。廣泛使用(yong)的原因是地表水水質普遍較(jiao)差，注重氯化副(fu)產品(pin)。

　　在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭過濾(lv)器中生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)消(xiao)除(chu)(chu)溶解的(de)有機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)(wu)提供了幾個完(wan)成的(de)水質優點。例如，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)了大部分溶解的(de)有機碳(DOC)。通過吸(xi)附(fu)(fu)和生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)DOC理論(lun)表示如圖(tu)所示。*初，大多數通過物(wu)(wu)(wu)(wu)理吸(xi)附(fu)(fu)去(qu)除(chu)(chu)(周(zhou)期)A)，細菌(jun)處于馴化(hua)階段(duan)。在(zai)此期間，DOC去(qu)除(chu)(chu)率在(zai)40%到90%之間。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性炭上(shang)10%至20%的(de)等級是不可吸(xi)收的(de)。

　　在(zai)(zai)B期(qi)(qi)間，吸(xi)(xi)附(fu)和(he)生物(wu)降(jiang)解并行(xing)運行(xing)。細菌(jun)現在(zai)(zai)適應(ying)，吸(xi)(xi)附(fu)位(wei)置飽和(he)，吸(xi)(xi)附(fu)去(qu)除(chu)逐漸減少。周期(qi)(qi)C稱為穩態(tai)周期(qi)(qi)。生物(wu)氧化負責DOC去(qu)除(chu)的(de)主要過程。大(da)部分吸(xi)(xi)附(fu)能力都(dou)耗盡(jin)了。在(zai)(zai)穩態(tai)條(tiao)件(jian)下，DOC去(qu)除(chu)率(lv)在(zai)(zai)15%到40%之(zhi)間。若在(zai)(zai)穩態(tai)條(tiao)件(jian)下取得的(de)去(qu)除(chu)效率(lv)符合治(zhi)療目標(biao)，則(ze)可顯著提高(gao)活性炭的(de)使用(yong)壽命。

　　自然(ran)存在包括表面水(shui)DOC已知化(hua)(hua)合(he)物(wu)是消(xiao)毒(氯(lv)化(hua)(hua)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(DBP)如三鹵甲(jia)烷(wan)(THM)和鹵代(dai)乙酸(HAAs)的(de)前體。THM和HAAs是D-DBP主要(yao)化(hua)(hua)合(he)物(wu)在規則下。這(zhe)些DBP前體的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)和去(qu)(qu)除(chu)(chu)DOC相關。然(ran)而(er)，對于(yu)總有機鹵素，(TOX)，THM和HAA對前體，對DOC這(zhe)些氯(lv)反應性(xing)化(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)生物(wu)處(chu)理具有較(jiao)高的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效率(lv)。在穩(wen)態條(tiao)件下，THM和HAA前體的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效率(lv)據報道(dao)為20%至70%。在工藝的(de)初始階段(階段)A)，去(qu)(qu)除(chu)(chu)效率(lv)要(yao)高得(de)多，通過物(wu)理吸附去(qu)(qu)除(chu)(chu)75%到90%的(de)前體。

　　顆(ke)粒活性炭過(guo)濾(lv)器中(zhong)的(de)生物氧化也能(neng)有效去除(chu)氨等(deng)無(wu)機物。氨是一種促進生物生長和與氯反應的(de)有毒(du)化學物質(zhi)(zhi)。DOC和氨的(de)組合去除(chu)顯著降低了(le)成(cheng)品水的(de)氯需求(qiu)。降低氯需求(qiu)DBP水的(de)審美質(zhi)(zhi)量得到了(le)提(ti)高。

　　預(yu)臭(chou)氧(yang)化為水(shui)處理過程提供了(le)許(xu)多好處(例如(ru)，不形成THM或HAAs優良消毒、微絮凝、除(chu)(chu)色(se)、，除(chu)(chu)鐵(tie)，除(chu)(chu)錳，減少(shao)味(wei)道和(he)氣(qi)味(wei)，增強生(sheng)(sheng)物活性等(deng)。但臭(chou)氧(yang)化副產物通常(chang)容(rong)易(yi)生(sheng)(sheng)物降解，并(bing)可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)分(fen)配(pei)系統中的生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長。在BAC去(qu)除(chu)(chu)這(zhe)些可(ke)生(sheng)(sheng)物降解化合物會(hui)導(dao)致(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)物再生(sheng)(sheng)長的控制和(he)殘留(liu)氯的穩定性增加。有(you)機(ji)碳(tan)在穩態條(tiao)件(jian)下可(ke)吸收(shou)(AOC)有(you)機(ji)碳(tan)和(he)生(sheng)(sheng)物降解(BDOC)在50%到(dao)100%之(zhi)間報(bao)告了(le)去(qu)除(chu)(chu)效率。此(ci)外，這(zhe)一(yi)過程還可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)臭(chou)氧(yang)化副產品(pin)完全消除(chu)(chu)健康問題，并(bing)對未(wei)來有(you)規定。這(zhe)些包括一(yi)些短鏈醛。

　　生物(wu)(wu)活性顆粒(li)活性炭(tan)也可以(yi)有(you)效消除(chu)合成(cheng)有(you)機化(hua)學(xue)物(wu)(wu)質(zhi)，如苯，甲苯，以(yi)及(ji)像莠去(qu)津這樣的農藥(yao)(yao)，這些都(dou)有(you)健康問題。該方法(fa)還(huan)可以(yi)降低(di)味道和氣味化(hua)合物(wu)(wu)如短鏈醛(quan)(水果)，胺(an)和脂族醛(quan)(魚腥味)和酚類和氯化(hua)酚(防腐/藥(yao)(yao)用)的濃度。

　　*后，生(sheng)(sheng)物活性炭(tan)可以通過(guo)消除競爭(zheng)吸附點的物質來提(ti)高顆粒活性炭(tan)對(dui)非生(sheng)(sheng)物或非生(sheng)(sheng)物降解化合物的吸附能(neng)力。這有時被(bei)稱為生(sheng)(sheng)物再生(sheng)(sheng)效(xiao)應。