活性炭在水處理中的應用

劉媛(陜西能源職業技術學院，陜西 咸陽 712000)

0 引言

近年來，隨著工農業的快速發展，水體污染的現象越來越嚴重。人類用各種不同的材料、不同的水處理方式來處理廢水。但是由于廢水中成分復雜、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途徑，并且還有著很強的再生能力、吸附能力，因此在水處理當中有著較為廣泛的應用。活性炭除能夠直接作為吸附劑之外，還能夠聯合其他材料共同進行水處理，提高水處理的質量和效率[1]。

1 活性炭的特點與吸附原理

1.1 活性炭的特點

從外觀上來看，活性炭大多以粉末、顆粒或塊狀等形式為主，當中除含有豐富的碳元素之外，還有其他組合物質：①化學元素。活性炭中除碳之外的化學元素只要以氫、氧為主，由于炭化反應而附著于活性炭中；②灰分。灰分是活性炭中重要的無機組成部分，正是由于灰分的存在，才導致很容易出現二次污染。活性炭由于具有較強的吸附性，廣泛應用于廢水的處理中。

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，另一種是化學吸附。物理吸附主要是因為活性炭有豐富的微孔，它可以吸附水分和空氣中的雜質，但這些物質的分子直徑必須小于活性炭的孔徑。化學吸附時，活性炭在吸附劑和吸附質的表面會交換或者共用電子，當發生化學反應時，吸附劑和吸附質之間就會形成化學鍵，發生化學反應的吸附就是化學吸附[2]。

2 活性炭在水處理中的應用

2.1 活性炭在城市污水中的應用

由于常規的污水廠污水經過一般的處理工藝后，仍然有些物質達不到出水的標準，比如硝酸氮、無機鹽等。而且一般污水經過處理后，很多還要進行回用。

由此可見，借助活性炭進行污水處理，能夠有效治理污水中的污染物質，是現階段城市污染治理的重要方式之一。通常情況下，想要保證二級處理水能夠達到回用標準，需要經過砂濾、活性炭吸附、消毒等步驟處理。其中，活性炭吸附大多數在吸附塔中進行。吸附塔的運行方式有很多種，例如多塔并聯運行、串聯運行、單塔連續運行等[3]。

2.2 活性炭在工業廢水中的應用

現階段，隨著科學技術的不斷發展，工業污染排放雖然也到一定程度上的抑制，但每年仍會排除大量含有重金屬污染的廢水。活性炭在工業廢水處理中的應用，具有十分理想的效果，依靠其自身特性已經成為重金屬污水的重要處理方式。秦恒飛[4]等人曾做過一項實驗，即借助硝酸將活性炭進行回流蒸煮，再利用硫化鈉進行微波焙燒，實驗結果顯示，經處理后的活性炭 Pb2+離子吸附量能夠達到120mg/g以上，吸附比率高達94%[5]。

2.3 活性炭在廢水中的脫色應用

活性炭可以對染料廢水進行脫色，經過研究表明，活性炭對酸性品紅、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染色廢水的實驗研究表明在20mL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30min,此時酸性紅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驗研究表明，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不大于50倍，C0D小于50mg/L，達到國家一級排放標準。

3 結語

隨著社會經濟的增長以及醫療、電鍍、工業等的大力發展，污水的處理技術也應不斷創新提高。活性炭有著比表面積大、孔隙多，吸附性強等優點，合理應用活性炭能夠在很大程度上提高活性炭的應用效率。但是，現階段我國活性炭的資源相對缺乏，如何高效率的利用活性炭處理廢水仍是未來研究的重要方向。