『壹』 生物活性炭生物活性炭技術在水處理中的應用研究
隨著工業的不斷發展，飲用水源的污染問題日益嚴重，飲用水的清潔和安全受到了廣泛的關注。水中含有的污染物種類和數量不斷增加，成分也越來越復雜。傳統的水處理方法已不能滿足要求，需要進行深度處理，單一的材料和方法已不再適用。因此，來源廣泛、易於再生、可重復使用的活性炭受到了高度關注。活性炭獨特的孔隙結構和表面特性使其具有極強的吸附功能、氧化還原功能、電性能，並且還可以與其他材料結合，作為催化劑和催化劑的載體。所有這些結構特性使得活性炭在水處理技術中得到廣泛應用。
隨著顆粒活性炭（GAC）廢水處理技術的發展，人們發現GAC表面易於微生物的繁殖，並且具有微生物繁殖的活性炭使用壽命比無微生物的GAC要長。1978年，美國專家米勒（G.A.Miller）和瑞士R.W. Rice首次使用「生物活性炭」（BAC）這一術語。實際上，從20世紀60年代開始，歐洲一些國家就使用BAC技術進行深度水處理，並取得了良好的效果。中國也於70年代開始對BAC進行研究，但在廢水處理方面，BAC技術才剛剛起步，但該技術的優越性在實際應用中已被廣泛認可。
BAC的作用機理：
生物活性炭（BAC）技術以粒狀活性炭為載體，通過富集或人工固定化微生物，在活性炭表面形成生物膜，利用活性炭的吸附效果和生物膜的生物降解效果來去除污染物。同時，生物膜通過生物降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭，從而大大延長了活性炭的使用壽命。
（1）活性炭的吸附效果：
活性炭的吸附效果是通過活性炭固體表面具有多孔性的特點，吸附去除污水或廢水中的有機物及有毒物質，以達到凈化的目的。研究顯示，活性炭對分子量在500～1000范圍內的有機物具有較強的吸附能力。活性炭對有機物的吸附受其孔徑分布、有機物的極性和分子大小的影響。相同大小的有機物，溶解度越大、親水性越強，活性炭對它的吸附性能越差，反之，對溶解度小、親水性差、極性弱的有機物如苯類化合物、酚類化合物等具有較強的吸附能力。
（2）微生物的生物降解效果：
BAC憑借微生物群體的新陳代謝活動，微生物通過污染物的氧化分解過程獲取營養和能量，同時水中的污染物也因此改變其化學結構，從而改變化學和物理特性，最終達到去除水中污染物及活性炭獲得再生的目的。
總之，BAC通過活性炭與微生物的協同作用，提高了微生物對水中污染物的降解能力，活性炭顆粒的表面成為微生物的良好培養基，並對微生物進行吸附。同時，其表面粗糙凹處還具有遮擋水流剪切力的效果。同時，好氧微生物可以提高活性炭的吸附容量，延長其使用壽命。
2. BAC在水處理中的應用：
20世紀20年代末、30年代初，國外開始使用粉末活性炭去除水中的異味，並於1930年在美國費城建立了第一個使用活性炭吸附去除異味的水廠。50年代後，歐美國家開始大量使用活性炭處理城市飲用水和工業廢水。中國對BAC的研究已有30多年的歷史。20世紀60年代末開始使用活性炭去除受污染水源的異味。80年代初，北京市政工程設計院在北京田村山水廠進行了活性炭吸附試驗，試驗表明，活性炭吸附去除微污染水源水中的有機物、有毒物質是有效的。近年來，由於對飲用水的色度、金屬含量（Fe、Al、Mn等）及三鹵甲烷化合物（THM）的限制越來越嚴格，使得大家對臭氧與生物過濾相結合的工藝產生了興趣。
臭氧—生物活性炭技術以預臭氧化替代預氯化，可以使水中原本不易生物降解的有機物變成可生物降解的有機物，臭氧化的同時還可以提高水中的溶解氧含量。此外，水中溶解的臭氧濃度很低，自分解速度又快，活性炭對溶解臭氧有催化分解效果，因此不會抑制床中微生物的生長，與預氯化時的情況完全不同。
國內外許多專家還研究使用BAC技術與臭氧相結合處理污染水源的方法，均表明對微污染水源的處理非常有效。呂炳南等的研究結果表明，BAC技術大大減少了出水中的有機物種類。日本Kanamachi水質凈化廠[7]1984年開始使用粉末活性炭處理水中產生的霉臭物質2-甲基異龍腦（MIB），取得了良好的效果。W.Nishijima等[8]研究了臭氧預氧化後生物可降解溶解有機碳（BDOC）在BAC上的吸附與解吸特性，以及BDOC在BAC上被非生物可降解溶解有機碳（non.BDOC）置換，實驗結果顯示，臭氧預氧化後產生的BDOC的吸附能力略低於生物降解後剩餘的non.BDOC。因此，BAC之前的臭氧預氧化可以延長活性炭的使用壽命，降低BAC段的有機負荷。
2.2 BAC在工業廢水處理中的應用：
國外一些大學研發的生物活性炭攪拌池反應器，在處理印染廢水上獲得了很好的效果，該研究對BAC、生物砂床、單純活性炭吸附及單純生物降解進行了平行試驗，並對不同類型的染料廢水的處理效果進行了分析。由表2可見BAC系統的染料去除速率比單純生物降解及單純活性炭吸附兩個過程染料去除速率的和要高。
F.Nishimura等採用BAC-BZ（生物沸石）組合工藝處理同時含有抑制硝化效果的有機物和高濃度氨氮的污泥干化廢水。實驗結果顯示，抑制性有機物濃度通過BAC反應器後大幅度下降，氨氮濃度在通過BZ反應器後大大下降，污染物的下降均為介質吸附過程和生物降解過程共同作用的結果。
荷蘭專家使用活性炭生物膜（BACF）法與反滲透法組合來處理含殺蟲劑的污染水，對殺蟲劑的去除率達到99.5%，且臭氧-BACF的效果明顯減輕了反滲透膜的污染問題，處理效果優秀且穩定。
2.3 BAC在生活污水處理中的應用：
BAC技術在生活污水處理中也取得了很好的效果，特別是由於BAC法結合了生物降解和吸附兩個過程，對於去除非離子合成表面活性劑（NISS）非常有效。
德國的Schroder等專家在進行城市生活污水處理的研究時，採用了新的總和參數分析及質量光譜分析來檢測污染物的去除率，證明了使用臭氧-生物活性炭法處理城市生活污水，對其中烷基苯灰化合物及其降解產物等極性化合物的去除率更好，這類化合物對水體中生物群落的內分泌系統有很強的毒性作用。
在芬蘭，人們研究了臭氧-雙級活性炭法，對可同化有機碳（AOC）的處理效果更好（出水AOC<10μg/L），因為經過BAC工藝處理，水質優良。
A.S.Sirotkin等採用BAC工藝處理含非離子表面活性劑的廢水，實驗結果顯示，在系統運行初期，活性炭的物理吸附發揮主要作用，隨著吸附逐漸達到飽和以及微生物活性的逐漸增強，生物降解效果也逐漸增強，最終兩者協同作用，這種協同作用表現為微生物對活性炭吸附能力的再生，再生度為20%～24%。
3 結語:
BAC技術處理微污染水源、工業廢水、生活污水具有許多優勢，在未來的發展中將發揮越來越重要的作用。為了進一步提高處理水的出水水質，增加去除有機污染物的效率，在今後BAC技術的發展中，應加強對BAC技術與臭氧、膜技術、超濾技術等其他水處理工藝的聯用工藝的研究和開發。同時，活性炭作為微生物群落集結地和降解污染物的場所，對微生物的吸附與建立群落層次有著重要的影響，因此活性炭材質對BAC的形成及降解能力的強弱值得我們關注。
『貳』 活性炭什麼作用
活性炭的作用
活性炭具有多種重要功能，主要表現在水處理、空氣凈化、工業應用及醫療領域等方面。
一、水處理領域
活性炭在水處理中的主要作用是吸附水中的異味、色素、有機物以及部分重金屬離子。其強大的吸附能力能夠有效凈化水質，提高水的純凈度。在飲用水、工業用水及廢水處理領域，活性炭均發揮著不可替代的作用。
二、空氣凈化領域
活性炭在空氣凈化領域的應用也十分廣泛。它能夠有效去除空氣中的有害氣體，如苯、甲醛等，同時還能去除空氣中的異味。在新裝修的房屋或封閉環境中，使用活性炭能夠有效改善空氣質量，保障人們的健康。
三、工業應用
在工業上，活性炭被用於各種化學反應的催化劑載體。此外，其優秀的吸附性能使其可用於某些特定的工業生產過程中，如糖的脫色、油脂的提純等。在工業廢氣的治理方面，活性炭也發揮著關鍵作用。
四、醫療領域
活性炭在醫療領域也被廣泛應用。利用其強大的吸附能力，活性炭能夠吸附腸道內的有害物質，從而起到排毒的作用。此外，活性炭還可用於解毒，如緩解某些葯物中毒的情況。
綜上所述，活性炭因其出色的吸附性能，被廣泛應用於水處理、空氣凈化、工業應用以及醫療領域等多個方面。其強大的功能為人們的生活和工作帶來了諸多便利。
『叄』 活性炭的作用是什麼
活性炭的作用包括：
1. 去除氣味：活性炭以其出色的吸附能力，能有效清除室內空氣中的有害氣體，如甲醛、苯和氨，同時也能消除衣物上的異味。
2. 水處理：活性炭在水處理過程中扮演重要角色，能夠去除水中的雜質、重金屬和放射性物質，提高水質。
3. 催化劑載體：由於活性炭具有發達的孔隙結構，它常用作催化劑的載體，增強催化劑的效果。
4. 凈化水質：在水凈化過程中，活性炭能去除水中的異味、顏色和不必要的礦物質。
5. 食品加工：在食品加工行業，活性炭被用作過濾材料，例如在防毒面具中。
需要注意的是，活性炭的吸附能力有限，需要定期更換。活性炭的質量和性能也受其來源和製造方法的影響。
使用活性炭時應注意的問題包括：
1. 運輸與裝卸：在運輸和裝卸過程中，要避免活性炭受到劇烈振動、摩擦或撞擊，以防炭粒破碎。
2. 儲存：活性炭應存放在陰涼乾燥的地方，防止包裝損壞和吸附空氣中的其他物質。
3. 防水浸：活性炭的多孔結構容易吸水，因此在運輸、儲存和使用中必須防止水浸，以免影響其吸附效果。
4. 防止焦油類物質：在使用活性炭時，避免讓焦油類粘稠物質進入活性炭床，這些物質可能會堵塞孔隙。
5. 防火：活性炭在儲存或運輸時，要遠離火源，以防著火。在活性炭再生過程中，確保徹底降至800℃以下，防止自燃。
6. 裝填：在裝填活性炭時，要篩去碎粒和粉塵，並確保層層均勻鋪開，避免裝填不均導致氣體偏流。