生物活性炭用于水凈化

　　顆(ke)(ke)粒活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(廣泛用(yong)(yong)于從飲用(yong)(yong)水(shui)中去除溶解(jie)的有(you)機物。20世紀70年代初，顆(ke)(ke)粒活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭過濾器(qi)中增殖的細(xi)菌可能是過濾器(qi)中有(you)機物去除的一部分。預臭氧(yang)化(hua)(hua)顯著增強了顆(ke)(ke)粒活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的生(sheng)物活(huo)性(xing)(xing)(xing)。臭氧(yang)化(hua)(hua)與(yu)顆(ke)(ke)粒活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的結合通(tong)常稱(cheng)為生(sheng)物活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭工(gong)藝(yi)或生(sheng)物增強活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭工(gong)藝(yi)。在許多大型水(shui)處(chu)理廠(chang)實(shi)施生(sheng)物活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭。廣泛使用(yong)(yong)的原因是地(di)表水(shui)水(shui)質普(pu)遍(bian)較差，注重氯化(hua)(hua)副產品。

　　在生(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)過濾器中生(sheng)物消除(chu)(chu)溶解的(de)(de)(de)有機化合物提供了(le)幾個完成的(de)(de)(de)水質優點(dian)。例(li)如(ru)，生(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)去除(chu)(chu)了(le)大部分溶解的(de)(de)(de)有機碳(DOC)。通過吸(xi)附(fu)(fu)和(he)生(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)去除(chu)(chu)DOC理(li)論表示如(ru)圖(tu)所示。*初，大多數通過物理(li)吸(xi)附(fu)(fu)去除(chu)(chu)(周(zhou)期(qi))A)，細菌處于馴(xun)化階(jie)段。在此期(qi)間(jian)，DOC去除(chu)(chu)率在40%到90%之間(jian)。生(sheng)物活(huo)性(xing)炭(tan)上10%至20%的(de)(de)(de)等級(ji)是不可吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)。

　　在B期(qi)(qi)(qi)間(jian)，吸附(fu)(fu)和生物降解(jie)并行(xing)運行(xing)。細菌(jun)現在適應，吸附(fu)(fu)位置飽(bao)和，吸附(fu)(fu)去除(chu)逐漸(jian)減少。周期(qi)(qi)(qi)C稱為穩(wen)態(tai)周期(qi)(qi)(qi)。生物氧化負責(ze)DOC去除(chu)的(de)主要過程。大(da)部分吸附(fu)(fu)能力都耗盡了。在穩(wen)態(tai)條件下，DOC去除(chu)率在15%到(dao)40%之間(jian)。若在穩(wen)態(tai)條件下取得的(de)去除(chu)效率符(fu)合治療目(mu)標(biao)，則(ze)可顯著提(ti)高活性炭的(de)使用壽命。

　　自然(ran)存(cun)在包括表面水DOC已知化(hua)合(he)物(wu)是(shi)(shi)消(xiao)毒(氯化(hua)化(hua)合(he)物(wu)(DBP)如(ru)三鹵(lu)甲烷(THM)和(he)(he)鹵(lu)代乙酸(HAAs)的(de)前(qian)體(ti)。THM和(he)(he)HAAs是(shi)(shi)D-DBP主要化(hua)合(he)物(wu)在規則下(xia)。這(zhe)些DBP前(qian)體(ti)的(de)去除和(he)(he)去除DOC相關。然(ran)而，對(dui)于(yu)總有機鹵(lu)素，(TOX)，THM和(he)(he)HAA對(dui)前(qian)體(ti)，對(dui)DOC這(zhe)些氯反應(ying)性化(hua)合(he)物(wu)的(de)生物(wu)處理具有較高的(de)去除效率。在穩態條件下(xia)，THM和(he)(he)HAA前(qian)體(ti)的(de)去除效率據報道為20%至(zhi)70%。在工藝的(de)初(chu)始階段(階段)A)，去除效率要高得多，通(tong)過物(wu)理吸(xi)附(fu)去除75%到90%的(de)前(qian)體(ti)。

　　顆粒活性炭過濾器(qi)中的(de)(de)生(sheng)物(wu)氧化(hua)也能有效去除氨等(deng)無機物(wu)。氨是一種促進生(sheng)物(wu)生(sheng)長和與氯反應的(de)(de)有毒化(hua)學物(wu)質。DOC和氨的(de)(de)組(zu)合(he)去除顯著降低了(le)成品水的(de)(de)氯需求(qiu)。降低氯需求(qiu)DBP水的(de)(de)審美質量得到了(le)提高。

　　預(yu)臭氧化(hua)為水處理過程提供了(le)許多好處(例(li)如，不形成(cheng)THM或HAAs優良消毒、微絮凝(ning)、除(chu)色、，除(chu)鐵(tie)，除(chu)錳(meng)，減少味(wei)道(dao)和(he)氣(qi)味(wei)，增(zeng)強生(sheng)(sheng)物(wu)活性等(deng)。但(dan)臭氧化(hua)副產物(wu)通常容易生(sheng)(sheng)物(wu)降解，并(bing)可(ke)能導致(zhi)(zhi)分(fen)配系(xi)統中的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)長(chang)(chang)。在(zai)(zai)BAC去除(chu)這(zhe)些可(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)降解化(hua)合物(wu)會(hui)導致(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)再生(sheng)(sheng)長(chang)(chang)的(de)控(kong)制和(he)殘留氯的(de)穩(wen)定(ding)性增(zeng)加。有機碳在(zai)(zai)穩(wen)態條件下可(ke)吸(xi)收(AOC)有機碳和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)降解(BDOC)在(zai)(zai)50%到(dao)100%之間報(bao)告了(le)去除(chu)效率。此外，這(zhe)一過程還(huan)可(ke)能導致(zhi)(zhi)臭氧化(hua)副產品完全消除(chu)健康問題(ti)，并(bing)對(dui)未來有規定(ding)。這(zhe)些包括一些短(duan)鏈醛。

　　生物(wu)(wu)活(huo)性顆粒活(huo)性炭也可以有(you)效消(xiao)除合成有(you)機化學(xue)物(wu)(wu)質，如(ru)(ru)苯(ben)，甲苯(ben)，以及像莠去(qu)津這(zhe)樣(yang)的(de)農藥，這(zhe)些都有(you)健康問(wen)題。該方(fang)法(fa)還可以降低味(wei)道和氣(qi)味(wei)化合物(wu)(wu)如(ru)(ru)短(duan)鏈醛(水果)，胺和脂(zhi)族醛(魚(yu)腥味(wei))和酚類(lei)和氯(lv)化酚(防腐/藥用(yong))的(de)濃度(du)。

　　*后，生(sheng)物活性(xing)炭可(ke)以通過消除競(jing)爭吸附點的物質來提高(gao)顆粒活性(xing)炭對非(fei)生(sheng)物或(huo)非(fei)生(sheng)物降解化合物的吸附能力。這有時被(bei)稱為生(sheng)物再生(sheng)效應。