活性炭在水處理中的應(yīng)用

劉媛(陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽(yáng)712000)

0 引言

近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，水體污染的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。人類用各種不同的材料、不同的水處理方式來(lái)處理廢水。但是由于廢水中成分復(fù)雜、污染物濃度高，廢水的處理效果并不太樂觀。活性炭不僅有著十分廣泛的的生產(chǎn)途徑，并且還有著很強(qiáng)的再生能力、吸附能力，因此在水處理當(dāng)中有著較為廣泛的應(yīng)用。活性炭除能夠直接作為吸附劑之外，還能夠聯(lián)合其他材料共同進(jìn)行水處理，提高水處理的質(zhì)量和效率[1]。

1 活性炭的特點(diǎn)與吸附原理

1.1 活性炭的特點(diǎn)

從外觀上來(lái)看，活性炭大多以粉末、顆粒或塊狀等形式為主，當(dāng)中除含有豐富的碳元素之外，還有其他組合物質(zhì)：①化學(xué)元素。活性炭中除碳之外的化學(xué)元素只要以氫、氧為主，由于炭化反應(yīng)而附著于活性炭中；②灰分。灰分是活性炭中重要的無(wú)機(jī)組成部分，正是由于灰分的存在，才導(dǎo)致很容易出現(xiàn)二次污染。活性炭由于具有較強(qiáng)的吸附性，廣泛應(yīng)用于廢水的處理中。

1.2 活性炭的吸附原理

活性炭的吸附作用有兩種，一種是物理吸附，另一種是化學(xué)吸附。物理吸附主要是因?yàn)榛钚蕴坑胸S富的微孔，它可以吸附水分和空氣中的雜質(zhì)，但這些物質(zhì)的分子直徑必須小于活性炭的孔徑。化學(xué)吸附時(shí)，活性炭在吸附劑和吸附質(zhì)的表面會(huì)交換或者共用電子，當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，吸附劑和吸附質(zhì)之間就會(huì)形成化學(xué)鍵，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吸附就是化學(xué)吸附[2]。

2 活性炭在水處理中的應(yīng)用

2.1 活性炭在城市污水中的應(yīng)用

由于常規(guī)的污水廠污水經(jīng)過一般的處理工藝后，仍然有些物質(zhì)達(dá)不到出水的標(biāo)準(zhǔn)，比如硝酸氮、無(wú)機(jī)鹽等。而且一般污水經(jīng)過處理后，很多還要進(jìn)行回用。

由此可見，借助活性炭進(jìn)行污水處理，能夠有效治理污水中的污染物質(zhì)，是現(xiàn)階段城市污染治理的重要方式之一。通常情況下，想要保證二級(jí)處理水能夠達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)過砂濾、活性炭吸附、消毒等步驟處理。其中，活性炭吸附大多數(shù)在吸附塔中進(jìn)行。吸附塔的運(yùn)行方式有很多種，例如多塔并聯(lián)運(yùn)行、串聯(lián)運(yùn)行、單塔連續(xù)運(yùn)行等[3]。

2.2 活性炭在工業(yè)廢水中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)污染排放雖然也到一定程度上的抑制，但每年仍會(huì)排除大量含有重金屬污染的廢水。活性炭在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，具有十分理想的效果，依靠其自身特性已經(jīng)成為重金屬污水的重要處理方式。秦恒飛[4]等人曾做過一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，即借助硝酸將活性炭進(jìn)行回流蒸煮，再利用硫化鈉進(jìn)行微波焙燒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)處理后的活性炭 Pb2+離子吸附量能夠達(dá)到120mg/g 以上，吸附比率高達(dá)94%[5]。

2.3 活性炭在廢水中的脫色應(yīng)用

活性炭可以對(duì)染料廢水進(jìn)行脫色，經(jīng)過研究表明，活性炭對(duì)酸性品紅、堿性品紅有較高的脫色處理。徐冬梅[7]等用活性炭吸附和TiO2光催化降解法處理酸性紅G 染色廢水的實(shí)驗(yàn)研究表明在20m L 濃度為5.26×10-5mol/L 酸性紅G 溶液中加入0.8g活性炭，攪拌下吸附30m in,此時(shí)酸性紅G 去除率為97.1%。張小璇[8]等采用活性炭吸附法處理染料廢水的實(shí)驗(yàn)研究表明，在最佳的吸附工藝條件下，酸性品紅、堿性品紅和活性黑B-133染料廢水的脫色率均超過97%，出水的色度稀釋倍數(shù)不大于50倍，C0D小于50mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)以及醫(yī)療、電鍍、工業(yè)等的大力發(fā)展，污水的處理技術(shù)也應(yīng)不斷創(chuàng)新提高。活性炭有著比表面積大、孔隙多，吸附性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，合理應(yīng)用活性炭能夠在很大程度上提高活性炭的應(yīng)用效率。但是，現(xiàn)階段我國(guó)活性炭的資源相對(duì)缺乏，如何高效率的利用活性炭處理廢水仍是未來(lái)研究的重要方向。