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活性炭在水处理中的应用
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2020-10-17 22:24:40 浏览次数:
作者:刘媛(陕西能源职业技术学院,陕西 咸阳 712000)

摘要:活性炭有着比表面积大、孔隙多的特点,不仅有着十分广泛的生产途径,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。合理应用活性炭能够在很大程度上提高活性炭的应用效率,文章简述活性炭的物理、化学性质及其吸附机理,介绍了活性炭在水处理中的应用,总结活性炭优缺点以及未来发展方向。

关键词:活性炭:水处理;吸附;应用

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 Pb 2+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TiO 2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。

3 结语

随着社会经济的增长以及医疗、电镀、工业等的大力发展,污水的处理技术也应不断创新提高。活性炭有着比表面积大、孔隙多,吸附性强等优点,合理应用活性炭能够在很大程度上提高活性炭的应用效率。但是,现阶段我国活性炭的资源相对缺乏,如何高效率的利用活性炭处理废水仍是未来研究的重要方向。