活性炭吸附法在農用水處理中的應用

[摘要]目前水污染問題已經成為全世界關注的熱點，水體的嚴重污染將會影響人們的健康并破壞人類的生存環境。故對污水的處理成為人們的重點研究對象。本文概述了活性炭的性質及特點，簡要分析了其吸附機理，綜述了活性炭在水處理方面的應用。

[關鍵詞]活性炭 吸附機理 水處理

[中圖分類號]X703 [文獻標識碼]A [文章編號]1003-1650（2013）07-0234-01

近年來，隨著工業的快速發展以及城市化進程的加快，工業廢水和生活污水中含有的多種重金屬、有機物及無機物等造成的水污染成為了日益嚴重的問題，水質的嚴重污染將會破壞生態環境的平衡，并對人們的健康產生嚴重的危害，因此，廢水的處理技術已成為目前的研究熱點。

活性炭是一種經特殊處理的無定形碳，其比表面積大，吸附能力強，有發達的孔隙結構。活性炭的吸附能力與其孔徑、顆粒度等有關，一般來說，顆粒度越小，其吸附能力就越強。活性炭作為吸附劑可以應用于很多領域，這主要是因為它有很大的比表面積。一般的活性炭的微孔直徑在2-50hm的范圍內，這就決定了每克的活性炭的比表面積在500-1500m²的范圍內，這表明即使只有少量的活性炭也會有很好的吸附效果。另外，活性炭具有化學性質穩定、吸附容量大、抗腐蝕、耐高溫、易解吸、可循環利用等優點，故活性炭在水處理方面的應用越來越受到人們的重視。

一、活性炭對水中重金屬的處理

隨著工業的快速發展，采礦、冶煉、電鍍、金屬加工等多種工業每年會排放出含有多種重金屬離子的工業廢水，這些廢水會嚴重影響人們的健康，活性炭以其良好的吸附性能、處理效率高等優點成為去除水中重金屬離子的常用吸附劑之一。活性炭表面官能團中的含氧基團如羧基、羥基等均具有良好的吸附功能，利用它們對重金屬離子的物理吸附、化學吸附及一些化學作用等的綜合作用，可有效去除水中重金屬離子。范延臻等研究發現經濃硝酸溶液處理后的活性炭可吸附水中大量的Pb²⁺對去除水中的pb²⁺有很好的效果。

二、活性炭對水中有機物的處理

活性炭對去除水中的有機物如酚類化合物、苯類化合物、甲醇、油污類物質有很明顯的效果，而針對一些難以被生物降解和難以用其他方法去除的有機污染物，活性炭對它們的吸附更有突出的效果。如除草劑、殺蟲劑、合成洗滌劑及日用化妝品中的有機污染物質等均有很強的吸附能力。因此，活性炭吸附法常用于去除制革廢水、造紙廢水、印染廢水等廢水中的有機污染物。Maria Tomaszewka等研究了經一定濃度的NaOH等化學試劑進行改性后的活性炭對某河水中的一些殺蟲劑等物質的去除效果，結果表明，將改性后的活性炭投入河中可使水中的土臭素和2-甲基異次酸的濃度大幅度降低。劉白倉等研究了粉末活性炭對水中的有機物的去除效果，結果表明，水中有機物的總量在經粉末活性炭吸附后明顯降低，去除率可達83%。

三、活性炭對染料廢水的處理

據統計，全世界染料產量每年可超過70萬噸，其中2%的染料直接排入水體中國，造成水體的嚴重污染。染料廢水中染料種類多、結構復雜且廢水的濃度較大，故難以處理，而活性炭對吸附染料水中的色度和COD有很好的效果。Lafayette等研究了活性炭吸附法對染料廢水的脫色處理效果，研究結果表明，活性炭對酸性品紅、堿性品紅和活性黑B-133這三種染料廢水的脫色率在最佳吸附條件下均可超過97%，出水的色度稀釋倍數在50倍以下，COD的含量小于50mg/l，符合國家一級排放標準。

四、活性炭對其他廢水的處理

活性炭在經一些方法改性或負載后，可使活性炭消除水中的異味，并對水中的細菌也有很好的殺菌作用，另外對一些醫藥廢水也有很好的凈化作用。陳水挾等研究了水中的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌在經載銀活性炭處理后的存活率，研究結果表明，水中的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌全部被殺死。徐中其研究了活性炭纖維對氯霉素盛產時所排放的的硝基廢水的吸附處理效果，研究結果表明，活性炭纖維對硝基化合物的表觀平衡吸附容量為214mg/g，并在動態吸附實驗中，在一定的流速下，濃度較高的硝基廢水進行一次過柱處理即可達到國家一級排放標準。

五、結語

活性炭作為吸附劑已廣泛應用于各領域中，其來源廣泛，廉價易得，具有良好的吸附性能，是一種環保型的吸附劑。不同領域中的污染物種類不同，因此針對不同應用的需要，應開發出新型活性炭產品以滿足各領域的需求，是活性炭吸附技術更趨于完善。

參考文獻

[1]張躍東，活性炭吸附法在工業廢水處理中的應用[J]，河北化工2011，34（6）：74-76.

[2]范延臻，王寶貞，王琳，等改性活性炭的表面特性及對金屬離子的吸附性能[J]，環境化學，2001，20（5）：437-443.