活性炭在水处理中的应用

2020-01-14刘媛陕西能源职业技术学院陕西咸阳712000

化工管理 2020年2期

刘媛(陕西能源职业技术学院，陕西咸阳 712000)

0 引言

近年来，随着工农业的快速发展，水体污染的现象越来越严重。人类用各种不同的材料、不同的水处理方式来处理废水。但是由于废水中成分复杂、污染物浓度高，废水的处理效果并不太乐观。活性炭不仅有着十分广泛的的生产途径，并且还有着很强的再生能力、吸附能力，因此在水处理当中有着较为广泛的应用。活性炭除能够直接作为吸附剂之外，还能够联合其他材料共同进行水处理，提高水处理的质量和效率[1]。

1 活性炭的特点与吸附原理

1.1 活性炭的特点

从外观上来看，活性炭大多以粉末、颗粒或块状等形式为主，当中除含有丰富的碳元素之外，还有其他组合物质：①化学元素。活性炭中除碳之外的化学元素只要以氢、氧为主，由于炭化反应而附着于活性炭中；②灰分。灰分是活性炭中重要的无机组成部分，正是由于灰分的存在，才导致很容易出现二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于废水的处理中。

1.2 活性炭的吸附原理

活性炭的吸附作用有两种，一种是物理吸附，另一种是化学吸附。物理吸附主要是因为活性炭有丰富的微孔，它可以吸附水分和空气中的杂质，但这些物质的分子直径必须小于活性炭的孔径。化学吸附时，活性炭在吸附剂和吸附质的表面会交换或者共用电子，当发生化学反应时，吸附剂和吸附质之间就会形成化学键，发生化学反应的吸附就是化学吸附[2]。

2 活性炭在水处理中的应用

2.1 活性炭在城市污水中的应用

由于常规的污水厂污水经过一般的处理工艺后，仍然有些物质达不到出水的标准，比如硝酸氮、无机盐等。而且一般污水经过处理后，很多还要进行回用。

由此可见，借助活性炭进行污水处理，能够有效治理污水中的污染物质，是现阶段城市污染治理的重要方式之一。通常情况下，想要保证二级处理水能够达到回用标准，需要经过砂滤、活性炭吸附、消毒等步骤处理。其中，活性炭吸附大多数在吸附塔中进行。吸附塔的运行方式有很多种，例如多塔并联运行、串联运行、单塔连续运行等[3]。

2.2 活性炭在工业废水中的应用

现阶段，随着科学技术的不断发展，工业污染排放虽然也到一定程度上的抑制，但每年仍会排除大量含有重金属污染的废水。活性炭在工业废水处理中的应用，具有十分理想的效果，依靠其自身特性已经成为重金属污水的重要处理方式。秦恒飞[4]等人曾做过一项实验，即借助硝酸将活性炭进行回流蒸煮，再利用硫化钠进行微波焙烧，实验结果显示，经处理后的活性炭 Pb2+离子吸附量能够达到120mg/g以上，吸附比率高达94%[5]。

2.3 活性炭在废水中的脱色应用

活性炭可以对染料废水进行脱色，经过研究表明，活性炭对酸性品红、碱性品红有较高的脱色处理。徐冬梅[7]等用活性炭吸附和TiO2光催化降解法处理酸性红G染色废水的实验研究表明在20mL浓度为5.26× 10-5mol/L酸性红G溶液中加入0.8g活性炭，搅拌下吸附30min,此时酸性红G去除率为97.1%。张小璇[8]等采用活性炭吸附法处理染料废水的实验研究表明，在最佳的吸附工艺条件下，酸性品红、碱性品红和活性黑B-133染料废水的脱色率均超过97%，出水的色度稀释倍数不大于50倍，C0D小于50mg/L，达到国家一级排放标准。