淺談吸附劑在廢水處理中的應用

樊 佳

(上海電氣集團國控環球工程有限公司，山西 太原 030006)

吸附法因其耗能少、效率高、可資源化等優點而備受關注，其在工業廢水的處理過程中起著非常重要的作用。通過交換吸附、物理吸附或化學吸附等方式，將污染物吸附到吸附劑上，達到去除的目的。目前常用的吸附劑有活性炭、粉煤灰、硅藻土和樹脂等。

1 活性炭

活性炭作為一種優良的吸附劑，它是一種多孔徑的炭化物，由動物性炭、木炭、瀝青炭等含炭為主的物質經高溫炭化和活化而成。其有著極豐富的孔隙結構，巨大的比表面積，良好的吸附特性和穩定的化學性質，可以耐腐蝕，耐高溫高壓，不易破碎，在水處理工業中得到廣泛應用。

盧雅莉等[1]利用活性炭吸附法處理含有重金屬離子的廢水，在一定條件下，重金屬離子廢水的脫色率可達75%。郭茹等[2]發現活性炭對二級處理的煉油化工廢水進行吸附處理時效果較為明顯。張小璇等[3]研究表明活性炭的炭量為染料廢水色度去除的主要影響因素，且廢水脫色率均在97%以上。

2 粉煤灰

粉煤灰是以煤為燃料的火力發電廠所排放的固體廢棄物，大致可分為飛灰和底灰。飛灰是指進入煙氣的灰分，其余則為底灰。通常所說粉煤灰多指飛灰。目前，我國燃煤發電廠產生的粉煤灰量達數千萬噸，但其利用率僅為25%左右。粉煤灰通過吸附去除廢水中的有害物質，除此之外，還有一定的絮凝沉淀和過濾作用。吸附包括物理吸附和化學吸附。物理吸附效果取決于粉煤灰的多孔性和比表面積，比表面積越大，吸附效果越好。化學吸附主要是由于其表面具有大量Si、Al等活性點，同吸附質通過化學鍵發生結合。

粉煤灰作為吸附劑處理廢水一般采用直接投入法。將一定量的粉煤灰直接投入廢水中，使之充分接觸，而后灰水分離。保定市環保局采用廢水進入灰場工藝處理造紙污水取得良好效果[4]。該工藝是將造紙廢水用作沖灰水由輸灰管道送往灰場，灰水分離，完成水處理過程。生產性試驗平均日處理污水3.7 t，污水中主要污染指標COD、BOD、Zn以及SS去除率分別達69.0%、81.7%、93.7%和51.3%，取得了較好的效果。賈陳忠等[5]研究得到粉煤灰對含鉻廢水有較好吸附作用且處理效果穩定，最佳去除率可達99%以上。該方法用于吸附處理含鉻廢水成本低，工藝簡單，效果優良，可充分利用資源，達到“以廢治廢”的處理目的。

3 硅藻土

硅藻土是一種新型的水處理劑，是由硅藻及其他微生物的硅質遺骸組成的生物硅質巖。硅藻土中非晶體二氧化硅含量大于60%。其質地輕，微孔多且孔徑分布范圍大，具有較強的吸附力，可以有效去除廢水中的有機物、重金屬離子、色度等。

段寧等[6]通過硅藻土與沸石相結合制備出的吸附劑，工業試用結果表明，這種產物能夠吸附廢水中的氨氮。袁笛等[7]選用優良的吸附劑材料——圓筒型、粒度小的吉林長白硅藻土，以圓篩藻和直鏈藻為主，微孔多，比表面積大，且表面被大量硅羥基所覆蓋，其二氧化硅含量高達91.66%，用于吸附工業廢水中的汞離子。此外，紡織印染等生產活動產生的大量染料廢水，邵振華等[8]采用預涂膜過濾和有機膨潤土吸附相結合的吸附分離一體化技術處理這些廢水，脫色率達90.5%，且易實現固液分離。

4 樹脂

隨著高分子合成技術的不斷發展，新型的適度交聯多孔吸附樹脂應運而生。這類吸附樹脂內部呈網狀化學交聯結構，由于其具有優良的孔結構和較大的比表面積且選擇性、機械性強度高、再生容易，因而可有效地從廢水中吸附低水溶性有機物質，實現廢水中有機物質的富集、分離與回收。

魏徵等[9]采用懸浮聚合法合成了丙烯酸短鏈烷基酯類高吸油樹脂，研究表明，該吸油性樹脂對不同油品的吸收能力為：四氯化碳>甲苯>汽油>柴油，對不同油品的保油率可達90%以上。劉蘭等[10]選用H-103大孔離子交換樹脂，對煉廠難降解廢水中氯離子的去除進行實驗研究。

5 幾種吸附劑分析比較

1) 用活性炭處理工業廢水，工藝簡單，處理效果好，但是活性炭價格較貴，再生困難，吸附容量有限，運行成本高，普及受到限制。一般用于低濃度含油廢水的處理以及深度處理。用發電廠廢棄物粉煤灰及貯灰場的條件，因地制宜，以廢治廢，可充分利用資源，實現“以廢治廢”的目的。

2) 粉煤灰具有混凝作用、吸附作用，處理工業廢水效果好，可節省大量基建費用、運行費用，經濟效益十分可觀。但是吸附后灰水分離以及灰渣處置問題有待解決。

3) 硅藻土是環境礦物材料，非常適合用于重金屬離子的吸附，而且吸附后硅藻土經過處理可用于進行再生或是磚的制備，處理設備簡單，原料廉價易得，且無二次污染。雖然硅藻土在廢水處理上已得到一定的應用，但僅限于很少的幾類廢水的吸附過程使用，應用范圍較小，且存在一些問題。

4) 樹脂克服了如活性炭、粉煤灰、煤渣等吸附劑所存在的吸附選擇性差﹑解吸再生困難、吸附量小、難以實現綜合利用和物理化學穩定性差等問題，但有待改善的是如何進一步提高其吸收倍率和吸收速度，降低成本，吸附完成后能夠循環使用，避免二次污染。

6 結語

本文詳細介紹了吸附處理工業廢水中最常用的活性炭﹑以廢治廢型的粉煤灰、環境礦物材料硅藻土和新型的吸附樹脂4種吸附材料，分別就其特性，吸附機理﹑在工業廢水中的應用前景以及優缺點進行了較為詳細的論述。總而言之，吸附法處理工業廢水具有廣闊的發展前景，吸附劑用于工業廢水的處理應朝著吸附效果好、天然無毒、可生物降解、成本低的方向研制，尤其是利用廢棄物以廢治廢的方向發展。