活性炭在水处理中的应用

一、活性炭特点活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙发达的微孔构造合巨大的比表面积。它包括许多种具有吸附能力的碳基物质，能够将许多化学物质吸附在其表面上，每克活性炭的表面积为500-1500平方米，而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。

二、活性炭的作用机理

活性炭的吸附特性不仅与细孔构造和分布情况有关，而且还与活性炭的表面化学性质有关。活性炭本身是非极性的，其含量及电荷随原料组成、活化条件不同而异，低温活化（<500℃）的碳可以生成表面酸性氧化物，水解后可以放出H+。由于活性炭表面有微弱的极性使其他极性溶质竞争活性炭表面的活性位置，导致非极性溶质吸附量的降低，而对水中某些金属离子交换吸附或络合反应，提高了活性炭对金属离子的吸附效果。总之，在吸附过程中。真正决定吸附能力的是微孔结构。全部比表面几乎都是微孔构成的。粗孔和过度孔分别起着粗、细吸附通道作用，它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。此外，活性炭吸附性质还受活性炭表面化学性质影响。

三、影响活性炭吸附的因素

吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标[2]。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说，果颗立越小，孔障扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。

污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是热反应，因此温度低对吸附反应有利。

当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

四、活性炭在水处理中的应用

活性炭吸附工艺是目前去除水中**物的可以选择工艺。由于原料来源丰富，表面积大，对色、噢、味及其他**物有良好的去除率。活性炭在水处理过程中的应用日益广泛。其中粉末活性炭。对除去水中藻细胞分泌物产生的低分子量DOC尤为有效，并能有效地去除水中的微藻毒素，在经典的慢砂也后加上一个活性炭也可除去起水臭味的**物，如：土臭味素及2-甲基异冰片（MlB）。有效地降低出水的臭味。但活性炭对危害较大的卤代烃的吸附效果不太好，而且活性炭吸附后的再生问题一直难以得到满意的解决。目前，正在开发新型吸附材料如活性炭纤维、多孔合成树脂等。

（一）活性炭在饮用水处理中的应用

以颗粒活性炭为滤料的快速生物也通常用作*二级过速，通过生长在颗粒活性炭表面细菌的活动，除去水中的BOM。这一处理过程又称二级生物活性炭过。有文献报道了这一过程的有效性。为减少费用及便于在水厂中推广，人们提出了“**级砂生物活性炭双层速也”的构想。应用生物也去除水中BOM有以下优点：1、减少了细菌在供水奈统中生长所需的营养物质，可有控制细菌的繁殖；2、减少了与消毒剂反应的**物的量。进而减少了饮水处理所需的消毒剂的用量及稳定了出厂水乘余消毒剂的含量；3、通过去除一些消毒副产物的**前体物，减少了水厂水中消毒副产物的含量；4、将**物转化为无机终产物：5、老化脱落的生物膜残渣较化学沉淀污泥易处理：6、生物处理法费用较活性炭吸附去低。

（二）活性炭在废水处理过程中的除臭作用

活性炭吸附柱可以去除许多恶臭物质。如乙醛、引咪等恶臭成分是通过物理吸附而去除的。H2S和硫酵等则是在活性炭表面进行氧化反应而进步吸附去除的。活性炭对硫化氢以及含硫化合物的去除比较理想，单对氨或含氮化合物的去除并不理想。活性炭在达到饱和之前，其对恶臭物质的去除率是保持相对稳定且其受气体负荷变化的冲击影响比较小，因此适应性比较广泛，但是吸附剂不便频繁再生，因而对波吸附气体的浓度要求不能太高。

（三）活性炭处理含氨废水

在工业生产中，金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼焦、合成氨、电渡、煤气生产等行业均使用每化物或副产每化物，因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。

活性炭用于净化废水已有相当长的历史，应用于处理含氨废水的文献报道也越来越多。但由于CN、HCN在活性炭上的吸附容量小，一般为3mgCN/gAC~8mgCN/gAC（因品种而异），在处理成本上不合算。

（四）活性炭处理含汞废水

活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限。只适宜于处理含示量低的废水。如果含汞的浓度较高，可以先用化学沉淀去处理，处理后含汞约1mg/L，高时可达2-3mg/L，然后再用活性炭做进一步的处理。

（五）活性炭处理含酚废水

含酚废水广泛来源于石由化工厂、树脂厂、焦化厂和烯由化工厂。经实验证明：活性炭对苯酚的吸附性能好。温度升高不利于吸附，使吸附容量减小；但升高温度达到吸附平衡的时间缩短。活性炭的用量和吸附时间存在较佳值，在酸性和中性条件下，去除率变化不大；强减性条件下，苯酚去除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。

五、结语

随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求，活性炭的研究从本身的孔结构和比表面积逐步发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。当前中国使用活性炭吸附法处理废水的方法处于初始发展阶段。一些有关的理论和技术还不够成熟。而且，在我国，目前活性炭的供应比较紧长，再生设备少，再生费用高，限制了活性炭的广泛使用。不同应用需要不同功能的活性炭。原有的活性炭产品不能满足新的要求，因而不断开发新的活性炭产品就显得十分重要。所以，它需要专业工作者的积极参与和**的鼎力支持，采取多学科交叉与触合的研究方法，使活性炭处理废水技术向着更加科学美好的方向发展。

项目： 成分分析、强度、青化物、苯吸附、硫化物、氯化物、硫酸盐、酸溶物、铁含量、锌含量、重金属、比表面积、充填密度、表观密度、未炭化物、粒度分布、钙镁含量、灰分含量、水分含量、本酚吸附值、焦糖脱色率、亚甲基蓝吸附值、****吸附值、四氯化炭吸附率等。 颗粒活性炭主要化学性能指标有：PH值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、青化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、铅含量、砷含量、钙镁含量、重金属含量、鳞酸盐等。 活性炭主要吸附性能指标有：水容量、饱和*容量、穿透*容量、亚甲蓝吸附值、本酚吸附值、四氯化炭吸附值、焦糖吸附值、****吸附值、氯乙皖蒸汽防护时间等。

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