淺談用活性炭吸附法去除水中硒

陳 靜（臨沂市環境監測站，山東 臨沂 276000）

?

淺談用活性炭吸附法去除水中硒

陳 靜
（臨沂市環境監測站，山東 臨沂 276000）

摘 要：隨著生態環境的不斷惡化，自然環境的不斷破壞，水資源也受到金屬元素和有毒物質的污染，導致人類飲水健康安全隱患，其中，硒元素就是其中一種物質。本文作者通過對水體中硒元素危害進行分析，提出活性炭吸附法概念及提高活性炭吸附法除硒的措施。

關鍵詞：活性炭；吸附；硒

1　硒在水體中過量存在的危害及凈化

硒是人體中必不可少的微量元素之一，對人體的生長具有重要作用。硒也是一種非金屬元素，人體內攝入過量的硒會導致致癌性，嚴重危機人類身體健康。水中硒元素過量是導致人體攝入硒過量的主要原因，地下水中硒超標現象非常常見，因此做好水中硒的凈化工作非常必要和重要。地下水中，硒主要以無機硒酸根離子和亞硒酸根離子兩種形式存在。一般情況下，正常的地下水中不會存在過量的硒，如果受到工業廢水污染或受硒污染的原水中存在過量的亞硒酸根離子。也有特殊的情況，就是地層原因使水體中含過量的硒。無論是硒的酸根離子還是硒化合物都是有毒物質，而且亞硒酸鹽要比硒酸鹽的毒性作用更強。我國有關部門規定，飲用水中的含硒量不得超過10ug/L，這樣的限量要求在常規的水凈化處理中很難達到標準，而使用化學方法進行水處理，會導致化學試劑大量使用造成水體的二次污染，增加成本的同時不容易控制和操作，因此選擇一種成本低、操作簡單、不容易造成污染的物理方法非常重要。經過多次研究和分析，活性炭吸附法具有較好的效果，活性炭吸附法具有成本小、凈化效率高、短時間內可吸附大量多種雜質等特點，而且物理吸附法操作方便，設備簡單，不會造成水體重復污染。最重要的是活性炭可以進行回收再利用，其選擇性好，吸附量大，性能穩定，綠色環保，在工業生產中能夠廣泛應用。

2　活性炭吸附法除硒的原理

活性炭吸附處理水體是一種物體方法，活性炭可以重復利用，效果好、綠色環保，在工業生產和日常生活中都被廣泛應用。活性炭之間存在空隙，這些空起到主要吸附作用，空隙的形成是炭在活化過程中，無組織的碳素和炭成分被消耗完全消耗后在微晶間留下的空間。自然狀態下的活性炭空隙面積較大，空隙面積越大，其活化吸附能力越強。一般狀態下的活性炭空間空隙面積都超過100m2。活性炭的活化工藝很重要，活化方法得當能夠增加空隙的形成，使空隙壁的總面積增加，提高活性炭的吸附容量。活性炭作為一種物理吸附劑，被吸附的雜質不僅是單一的附著在吸附劑的外表固定不動，而是能夠小幅度的自由運動，這樣可以增加吸附劑的吸附效率。活性炭的吸附是分子力作用產生的，產生的吸附熱較小，不需要額外的活化能進行能量供應，在低溫下也可以進行，這樣就是活性炭的應用不受條件限制，在工業生產過程中直接向凈化池中注入水體和活性炭即可，操作簡單方便，最大程度的減少成本。

3　活性炭吸附法除硒的流程

工業生產和生活應用中使用活性炭吸附法對水體除硒的主要流程分為三步，分別是活性炭雙過濾池處理、高純度活性炭吸附處理、濾沙活性炭吸附處理。首先，通過活性炭雙過濾池進行地下水的初步處理，是整個水凈化處理的第一個環節，主要出去水體中的大顆粒雜質，一般是肉眼可見的大型雜物、懸浮物等，對硒鹽的吸附程度較低。其次，初步處理過后就是高純度活性炭吸附處理。使用純度較高的活性炭，吸附能力較強，對水體中的色素、微生物及氧化分解產生的酚、苯、石油、殺蟲劑等進行有效吸附，能夠出去水中1/4的硒。最后，活性炭吸附的最后一個環節就是濾沙活性炭吸附，除去水中肉眼不能看見的雜質及各種有害元素。最終環節的吸附主要是除去重金屬離子及其鹽物質，這一環節能夠有效除去3/4左右的硒，加上前兩步吸附處理，能夠除去地下水中99%左右的硒，能夠有效的達到國家飲用水標準。

4　提高活性炭除硒法的有效措施

活性炭吸附法除水中的硒是一種效率高、效果好、成本小、收益大的方法，其吸附能力較強，吸附容量大，但是活性炭的吸附能力也受到一定條件限制，影響水體的凈化，因此提高活性炭除硒的效率措施的提出對工業水體凈化非常重要，下面對其進行簡單分析。

4.1適當調節活性炭投入量

活性炭的投入量與水體除硒的效果存在較大關系，一般情況下，活性炭加入量越多，吸附效果越好。但是，考慮到工業上大量水體凈化的成本控制問題，大量的投入活性炭顯然是不可取的，那么適當增加活性炭的投入量，既能有效的控制成本，又能提供活性炭除硒的效率，提高水體凈化除硒的經濟效益，是一種一舉兩得的辦法。工業實際生產中，活性炭的投入使用量決定于需要凈化的水量和水體中存在的雜質及其比例。通常狀況下，水體中硒的濃度不超過40ug/L，活性炭投入量為20g/L時，水體中硒酸根離子的去除率可達到97.8%，水中硒的殘留量約為3.45ug/ L，繼續增加活性炭投入量其硒除去量不會大幅度增加。當活性炭投入量縮小為其1/5時，水體中硒的除去率為81.23%，水中殘留的硒濃度約6.82ug/L，相對于國家規定的飲用水標準10ug/L，工業生產中已經符合標準了，因此，在實際生產中，可以根據水體中雜質量及硒的濃度多少進行活性炭投入量調整。

4.2調節水pH值

活性炭吸附效率與水的pH值具有直接關系，控制好水體酸堿度能夠有效的提高凈化效率，減少成本。通過實驗研究表面，當水體中的硒濃度達40ug/L時，凈化水pH為1.5時，凈化效率為64.23%。升高水體pH到3.5時，凈化率為72.12%。當凈化水pH值達6以上時，可提高水體凈化率達94%以上，達到最佳凈化效果。所以，在工業實際生產應用中嚴格控制pH值，必要時添加酸堿調節劑能夠有效的提高凈化效率。

結語

綜上所述，地下水中硒元素過量對人體產生較大危害，開發應用成本投入小、凈化效率高的水體除硒手段非常必要。活性炭吸附法就是一種高效、環保、成本低、效果好的吸附方法，在工業生產中廣泛應用。

參考文獻

[1]張小滿，曹達文，高廷耀.常規水處理工藝應用粉末活性炭技術的最佳投點選擇研究[J].給水排水，2014.

[2]石太宏，方建章，王松平.活性炭吸附Zn（B）的熱力學與機理研究[J].水處理技術，2014.

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A