活性炭在水處理應用中的研究

王大川(陜西延長石油(集團)有限責任公司， 陜西 西安 710065)

活性炭在水處理應用中的研究

王大川(陜西延長石油(集團)有限責任公司， 陜西 西安 710065)

水是滿足生產生活的基本條件，同時對污水的處理也十分關鍵。當前無論是對生活用水還是對工業用水，均需要經過處理達到一定的標準才能進行利用。在水處理的過程當中，需要著重去除其中的重金屬離子及其他污染物，以保障生活生產用水的安全。因此，活性炭在水處理中扮演著極為重要的角色。就活性炭在水處理中的應用，本文則先對活性炭的特點進行分析，再對其進行水處理的具體方法及應用展開深入研究。

活性炭；水處理；應用

現代生產生活用水必然會產生廢水、污水，而處理好廢水、污水是保證用水安全的重要一步。隨著時代的進步，人們對生活生產用水的質量要求提高，并且對水質標準也越加嚴格[1]。在此背景下，活性炭在水處理中的應用也越加廣泛，尤其是活性炭可吸附水中重金屬離子及其他污染物，以及其達到的水處理效果十分顯著。關于活性炭在水處理中的應用，具體分析如下。

1 活性炭及其水處理原理分析

1.1 活性炭

活性炭主要以含炭材料構成，其外觀顏色多呈黑色。它的內部結構主要以孔隙結構組成，內部結構非常發達并且不易被肉眼看見，比表面積達800～2000m2/g。綜合而言，活性炭是具備強吸附能力的一種微晶質碳素材料，也可以將其看做是一種催化劑[2]。當然，活性炭除了碳元素之外，也包含了其他的化學元素如氧、氮、氫等，其主要以顆粒狀或粉狀兩種較為常見。通常制備活性炭以含碳物質的材料即可，如木材、煤類、果核等均可，原料多種多樣，制備的方法也多種多樣，如物理活化法、微波加熱法等等。而后，在工業不斷發展當中，活性炭出現了新型的材料，即活性炭纖維，這種材料具備更強的性能和優勢，在水處理中的應用也在不斷擴展，甚至還擴展到其他更廣的領域。

1.2 活性炭在水處理中具備的性能

活性炭具備的最為突出的性能就是強有力的吸附功能，它的吸附作用主要產生于物理和化學吸附[3]。而活性炭具體用于何種吸附，主要依據其孔徑的大小決定。依據相關規定，活性炭的孔徑主要分為三種，即微孔(孔隙直徑<2nm)、中孔(直徑在2^-50nm之間)和大孔(直徑>50nm)。

首先，活性炭的物理吸附主要是由其自身的微孔或者孔隙結構起作用，其吸附的是水和空氣中的雜質，前提是這些雜質中的分子直徑小于活性炭的每個孔隙的直徑。其次，活性炭的化學吸附與活性炭表面雜原子、化學官能團的數目和類型、化合物三個方面緊密相關，這三個方面主要會與被吸附的物質發生化學反應，最終形成化學吸附[4]。在化學吸附當中，活性炭的化學官能團如含氧和含氮官能團包括的化學分子及其結構本身也具備非常強的吸附性。在這兩種吸附的共同作用下，活性炭在處理廢水、污水當中則可以充分達到雜質、污染物的吸附，實現較好的水處理效果，其具備的吸附能力產生的效果主要是以亞甲藍值、碘值等相關指標為主進行判定，而活性炭的吸附能力及吸附量也有相應的公式，即

式中：q為吸附量，X為被吸附的物質量，M為活性炭的投加量，V為污水的體積，C0為吸附前原水的物質濃度，C為吸附平衡時污水的物質濃度。

2 活性炭在水處理中的應用分析

2.1 活性炭應用于生活用水的處理

在現代人的生活當中，生活用水主要來自于自來水廠，自來水廠在提供生活用水的同時，也需要對水進行處理。針對生活用水的處理，自來水廠通常是以氯氧化消毒的方法，這種方法對水中的污染物質的處理效果并不是非常明顯，甚至還可能會致癌等的問題。因此，許多自來水廠在逐漸使用活性炭進行水處理，應用活性炭主要是利用它的吸附性能，具體措施為先對污水進行常規的處理，通常是在砂過濾之后使用活性炭，或者直接用活性炭過濾，大致流程為原水—添加混凝劑—澄清—過濾—活性炭吸附—出水[5]。采用活性炭處理污水后，出水的水質能夠達到生活用水的標準。

2.2 活性炭應用于工業污水的處理

在當前綠色經濟發展形勢之下，工業生產做好污水處理工作是綠色發展的重要體現。而針對工業廢水、污水的處理，我國許多企業、工廠大多都在使用活性炭開展這項工作。就活性炭在工業污水處理中的應用，以下結合相關實例進行分析。

3 結語

綜上所述，活性炭吸附能力非常強，并且可以進行循環利用，在水處理當中應用十分廣泛，也是其中污水處理的關鍵環節。當然，在實際應用過程中需要充分對其吸附能力進行考慮和控制，從而達到比較好的水處理效果。值得注意的是，針對比較難處理的污水、廢水，可以考慮用到活性炭化學法，對其進行化學反應改性來達到去污效果。上文對活性炭在水處理中的應用進行的分析和探討，實際上還存在許多不全面的地方，但是隨著活性炭應用程度的進一步擴展，以及其深入的應用，未來活性炭循環使用后吸附能力降低的不足必將會有所改善。

[1]梁霞,王學江.活性炭改性方法及其在水處理中的應用[J].水處理技術,2011,08:1-6.

[2]徐越群,趙巧麗.活性炭吸附技術及其在水處理中的應用[J].石家莊鐵路職業技術學院學報,2010,01:48-50.

[3]許亮,王文美,張余,劉金冠.生物活性炭技術在水處理中的研究進展與應用[J].中國環保產業,2010,05:30-34.

[4]馬俊麗.活性炭改性方法及其在水處理中的應用[J].質量探索,2016,05:45+44.

[5]胡飛.活性炭在水處理中的應用[J].資源節約與環保,2014,07:49.