隨著我國鐵路事業的飛速發展和國家飲用水新標準的執行，鐵路飲用水的水質保障成為一個重要的研究課題。目前的中水處理技術主要有二級生化處理基礎上的混凝過濾工藝和膜生物反應器（MBR）技術，它們僅能滿足澆草、洗車、沖廁、灑道路等不同用途的中水處理要求，如要得到用途更廣、水質更好的再生回用水，需要采用深度處理方法。

近年來開發了生物活性炭技術，很好地解決了活性炭易飽和的問題，促進了該技術在實際中的廣泛應用。該技術在國外、尤其是日本，多年前已開始大量應用，在國內尚處于研究和實際應用的起步階段。本文介紹生物活性炭技術的特點、原理及實際應用情況，為該技術在鐵路水處理中的應用提供一定的參考。

一、特點與原理

1、特點

生物活性炭技術利用活性炭對污染物的強吸附去除性能，保證了出水水質。同時利用活性炭具有的巨大比表面積及發達的孔隙結構，對水中溶解氧也具有的強吸附性能特征，將其作為生物載體，為微生物聚集和繁殖提供良好場所。利用微生物降解吸附到活性炭上的有機污染物，結果降低了活性炭的吸附負荷，增加了炭床達到“穿透”或“失效”時的通水倍數，延長了活性炭的使用周期，減少了活性炭的再生頻率，從而降低了生產成本與能耗。

2、原理

對于生物活性炭的凈化機理，目前還沒有一種讓大家全部接受的理論解釋，其中較權威的有以下兩種說法。

⑴濃度梯度說法。活性炭吸附的有機物遍布其表層和內部的大、小、微孔中，由于大多數細菌的大小為103nm，故細菌主要集中于炭顆粒的外表及鄰近大孔中，而不能進入微孔中。細菌能直接將活性炭表面和大孔中吸附的有機物降解掉，從而使活性炭表面的有機物濃度相對降低，造成炭粒內存在一個由內向外減小的濃度梯度，有機物就會向活性炭表面擴散，可逆吸附的有機物因此被解析下來而被微生物利用。

⑵胞外酶說法。細胞分泌的胞外酶和因細胞解體而釋放出的酶類（1nm大小），能直接進入到活性炭的過渡孔和微孔中去，與孔隙內吸附的有機物作用，使其從原吸附位上解脫下來，并被活性炭表面上的細菌所分解，構成了吸附和降解的協同作用。

二、研究和應用現狀

1、飲用水的深度處理

目前，歐洲應用生物活性炭技術的水廠已發展到70個以上，我國上海的楊樹浦水廠和南市水廠于2002年10月開始也采用生物活性炭技術處理原水，出廠水質各項指標均達到國際先進水平。國內外不少學者研究了應用生物活性炭技術與其他技術相結合處理污染原水的方法，均表明對微染原水的處理非常有效。

國外代表性的凈水處理工藝流程有如下四種：

⑴A型：原水→（前氯處理）→凝聚·沉淀→砂濾→顆粒活性炭→消毒。

⑵B型：原水→凝聚·沉淀→砂濾→臭氧處理→BAC→消毒。

⑶C型：原水→凝聚·沉淀→臭氧處理→BAC→砂濾→消毒。

⑷D型：原水→凝聚·沉淀→砂濾→臭氧處理→BAC→砂濾→消毒。

2、污水深度處理

國內外很多學者都對生物活性炭污水處理技術進行了研究，有關人士研究了生物活性炭在滴濾池中對硫化氫氣體的吸附和生物降解效應，研究表明在活性炭表面形成的生物膜加強了對吸附在活性炭表面的硫化氫的氧化作用。還有人研究了用生物活性炭技術處理含有合成表面活性劑的廢水并指出生物再生率可達到20%~40%。利用分離、篩選、馴化的組合式工程菌，以固定化生物活性炭柱過濾法對煉油廠含油廢水進行處理，控制入水流量40mL/min，接觸時間20min,試驗結果顯示效果十分顯著。將分離篩選得到的甲醇降解菌固定在顆粒活性炭上，組成固定化生物活性炭反應系統，對其較佳運行條件和運行效果進行研究，試驗表明處理效果明顯好于其他3種樹脂和單純的活性炭吸附。

廢水深度處理已成為污水處理發展的一個重要方向。深度處理要求廢水在前期處理基礎上，進一步去除其中的有機物、植物性營養鹽和微量成分等，水中的污染物濃度整體不高。處理這種水是生物活性炭技術的優勢，國外已有大量的應用。生物活性炭技術應用于廢水的深度處理時，一般采用如下流程：⑴常規二級生化處理出水→混凝→沉淀→過濾→生物活性炭→消毒→出水。⑵膜生物反應器（MBR）出水→生物活性炭→消毒→出水。

三、生物活性炭技術在鐵路污水處理中的應用前景

1、鐵路污水的特點：各個階段所排污水水質有很大差異。因此鐵路廢水水質成分復雜，同時存在很多難降解物質。由于生物活性炭技術具有微生物和活性炭的疊加和協同作用。生物活性炭用于水處理時,可去除活性炭和微生物單獨作用時不能去除的污染物，而且處理的效率也比二者單獨作用高，這是由于微生物、活性炭和污染物之間相互作用的結果，并且活性炭的吸附及其顆粒表面的掩蔽作用，可以提高微生物對有機毒物和重金屬的抵抗能力，從而提高處理的效率。因此在鐵路水處理中應用生物活性炭技術有很大的優勢。

2、由于鐵路分布廣而分散，給水點多，量小而分散，大多數給水點無法采用城市自來水供水。更有一些偏僻的站點，由于種種原因采用槽車運水，飲用水水質很難保證，這需要進行二次深度處理。同時，鐵路生產生活廢水很難并入當地市政污水處理系統，因此大多采用自行處理的方式。相比較而言，鐵路給排水水量小，因此給排水處理設施應以小型、緊湊的一體化處理設備為主，整體采用集成化工藝，出水直接達標。

四、生物活性炭技術的發展

目前生物活性炭技術發展的主要方向有如下兩個：

1、新型活性炭的開發。在20世紀60年代出現的活性炭纖維以其吸附容量大、吸附和解吸速率快、再生條件溫和等優點得到迅速發展。開始出現了以活性炭纖維代替顆粒活性炭的新型生物活性炭工藝。

2、生物強化應用。生物強化技術又稱生物增強技術，是為了提高廢水處理系統的處理能力和效果而向該系統中投加專項有效微生物菌種，以達到對某種或某一類有害物質的去除或某方面性能優化的目的,從而實現對目標污染物去除的方法。