热活化过硫酸盐再生生物活性炭：从过程监测到吸附性能恢复的创新研究

《Journal of Water Process Engineering》：Thermally activated persulfate regeneration of biological activated carbon in drinking water treatment plant: From process monitoring to adsorption performance recovery

本文创新性地提出热活化过硫酸盐（PS）再生技术，通过三阶段再生机制（微生物灭活、吸附质氧化、碳骨架净化）实现生物活性炭（BAC）性能恢复。研究采用激光共聚焦显微镜（LSCM）可视化验证>95%微生物清除率，证实短服役期BAC（3年）亚甲蓝吸附值恢复达72.6%，显著优于长期使用BAC（10年，27.4%）。该技术为饮用水处理中BAC寿命延长提供新策略。

　　

章节概要

化学品与试剂

实验所用原始活性炭（表S2）为煤基压缩破碎炭，购自江苏大觉净化有限公司。本研究中的两种BAC样品采集自当地饮用水处理厂（DWTP）的O₃-BAC滤池。一批已运行十年（命名为10-BAC），另一批在相同条件下运行三年（命名为3-BAC）。10-BAC和3-BAC样品均从BAC滤池表层（地表下0.5米）采集。

BAC碘值和亚甲蓝值的变化

碘值和亚甲蓝值被公认为表征活性炭对微孔、中孔和大孔结构吸附能力的指标。图1a显示热活化过硫酸盐体系中亚甲蓝值显著提升（p值<0.05）。在PS活化温度60°C时，3-BAC和10-BAC的亚甲蓝吸附容量分别恢复至252.05和89.88 mg/g。在此条件下，相较于原始活性炭，其对亚甲蓝的吸附能力分别恢复了72.6%（3-BAC）和27.4%（10-BAC）。

结论

经过热活化PS再生后，10-BAC的亚甲蓝值从16.54%（48.97 mg/g）恢复至27.40%（81.10 mg/g），而3-BAC则从32.31%（95.64 mg/g）恢复至72.6%（214.93 mg/g）。研究指出，长期服役的BAC变得越来越难以彻底修复。同时，微孔的恢复率低于4.96%。微孔恢复值得进一步研究。微生物群落分析表明...