顆?;钚蕴?被廣泛用于從飲用水中去除溶解的有機物。在七十年代初期,據報道,在顆?;钚蕴窟^(guò)濾器中增殖的細菌可能是過(guò)濾器中有機物去除的一部分。在這一發(fā)現之后,發(fā)現預臭氧化顯著(zhù)增強了顆?;钚蕴康纳锘钚?。臭氧化和顆?;钚蕴康慕M合通常被稱(chēng)為生物活性炭工藝或生物增強活性炭工藝。在一些,生物活性炭在許多大型水處理廠(chǎng)實(shí)施。廣泛使用的原因是地表水水質(zhì)普遍較差關(guān)注氯化副產(chǎn)物。
生物活性炭被用于水凈化
在生物活性炭過(guò)濾器中生物消除溶解的有機化合物提供了幾個(gè)完成的水質(zhì)優(yōu)點(diǎn)。例如,生物活性炭去除了大部分溶解的有機碳(DOC)。通過(guò)吸附和生物活性炭去除的DOC的理論表示如圖所示。Z初,大多數去除通過(guò)物理吸附發(fā)生(周期A(yíng)),而細菌處于馴化階段。在此期間,DOC去除率在40%到90%之間。10%至20%的級分在生物活性炭上是不可吸收的。
在B期間,吸附和生物降解過(guò)程并行運行。細菌現在適應,吸附位置飽和,吸附除去逐漸減少。周期C被稱(chēng)為穩態(tài)周期。生物氧化是負責DOC去除的主要過(guò)程。大部分吸附能力已經(jīng)耗盡。在穩態(tài)條件下,DOC去除率在15%到40%之間。如果在穩態(tài)條件下獲得的去除效率符合治療目標,則可以顯著(zhù)提高活性炭的使用壽命。
天然存在的包含表面水DOC的化合物已知是消毒(氯化)副產(chǎn)物(DBP)如三鹵甲烷(THM)和鹵代乙酸(HAAs)的前體。THM和HAAs是D-DBP規則下的主要化合物。這些DBP前體的去除與去除DOC相關(guān)。然而,對于總有機鹵素(TOX),THM和HAA的前體而言,對DOC的去除效率更高,顯示出對這些氯反應性化合物的生物處理的選擇性。在穩態(tài)條件下,THM和HAA前體的去除效率據報道為20%至70%。在工藝的初始階段(階段A),去除效率要大得多,其中通過(guò)物理吸附除去75%到90%的前體。
生物活性炭水質(zhì)凈化
顆?;钚蕴窟^(guò)濾器內的生物氧化還可以有效去除無(wú)機物如氨。氨是一種促進(jìn)生物生長(cháng)并與氯反應的有毒化學(xué)物質(zhì)。DOC和氨的組合去除導致成品水的氯需求顯著(zhù)降低。減少氯需求降低了DBP的量并提高了水的美學(xué)質(zhì)量。
預臭氧化為水處理過(guò)程提供了許多益處(例如,不形成THM或HAAs的優(yōu)異消毒,微絮凝,除色,除鐵,除錳,減少味道和氣味,增強的生物活性等)。然而,臭氧化副產(chǎn)物通常易于生物降解,并且可能導致分配系統中的生物增長(cháng)。在BAC過(guò)濾器中去除這些可生物降解的化合物導致生物再生長(cháng)的控制和殘留氯的穩定性增加。在穩態(tài)條件下,可吸收有機碳(AOC)和生物降解有機碳(BDOC)的去除效率已經(jīng)報道在50%到100%之間。此外,該過(guò)程可以導致完全消除健康問(wèn)題的臭氧化副產(chǎn)品,并可能針對未來(lái)的規定。這些包括一些短鏈醛。
生物活性顆?;钚蕴恳部梢杂行铣捎袡C化學(xué)物質(zhì),如苯,甲苯,以及像莠去津這樣的農藥,這些都有健康問(wèn)題。該方法還可以降低味道和氣味化合物如短鏈醛(水果),胺和脂族醛(魚(yú)腥味)和酚類(lèi)和氯化酚(防腐/藥用)的濃度。
Z后,生物活性炭可以通過(guò)消除否則將競爭吸附位點(diǎn)的物質(zhì)來(lái)增強顆?;钚蕴繉Ψ巧锘蚍巧锝到庑曰衔锏奈侥芰?。這有時(shí)被稱(chēng)為生物再生效應。
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