工業水處理中的粉末活性炭凈水技術初探

李白彬

工業水處理中的粉末活性炭凈水技術初探

李白彬

（榆林高新區供排水公司 陜西榆林 719000）

本文對工業水處理中粉末活性炭技術的應用現狀進行了分析，在此基礎之上探討了粉末活性炭的凈水原理、應用方法以及效果。

工業水處理；粉末活性炭；凈水技術

1 引言

隨著生活用水和工業廢水的大量排放，對森林環境與水體資源的污染也越來越嚴重，人們更加重視對于水的處理的同時，水源凈化處理的技術也在不斷的提高。在不同的地區，不同的時間年代，人們所應用的凈化方式也不同，而現在，活性炭凈化是應用最廣泛的技術。采用活性炭進行水源的處理已經有很長的時間了，在這一段時間，人們對活性炭凈化技術進行不斷的實踐與發掘，已經被普遍認為是最科學合理的水處理措施。在對活性炭的選擇上，一般是選擇比較經濟的粉末活性炭，并且粉末活性炭水處理效果也比較理想。現在，我國正在大力研究粉末活性炭去污技術，在實際情況中的應用盡管并不是十分普遍，但在不久將來一定會獲得最為廣泛的推廣。

2 粉末活性炭的凈水原理與性質

2.1 粉末活性炭的凈水原理

粉末活性炭的吸附作用的原理比較復雜，其吸附效果會受多種作用力的影響，其中影響活性炭吸附的能力關鍵性因素是分子與分子間的相互作用力。物質結構的內部分子與分子之間會出現互相吸附的作用，無論哪一個分子被吸附到活性炭的內部，就會造成其他的分子被持續地吸入到活性炭的孔隙當中，進而出現一種活性炭持續吸附物質結構的形態。由相關理論可知，活性炭的吸附作用包括緩慢擴散過程和迅速擴散過程兩個雙速階段。就迅速擴散過程而言，指水中被吸收的分子在活性炭顆粒內沿著阻力較小的碳粒孔隙中運動的過程，因為活性炭有較高的孔隙，所以具有較大的擴散阻力，當溶質分子向活性炭的微孔中擴散時，因為孔隙比較狹小，所以阻力比較明顯，這就會使擴散的速度大大降低。

2.2 粉末活性炭的性質

粉末活性炭是一種吸附能力較強、比表面積比較大、內部孔隙結構比較發達的一種吸附劑，它微孔的結構比較發達，其吸附性能較強。活性炭是由很多石墨型層狀結構的微晶不規則的組合而成，因為活性炭的微孔結構比較多，顆粒結構比較小，所以有較大的內表面積，在對于化學有機物、味、色度等的吸附作用上，一方面吸收速度快，另一方面吸收容量大，效果好。在加上活性炭與活性炭顆粒之間的碰撞，就更加有利于發揮其吸附作用，增加吸附容量。運用粉末活性炭吸附作用對水進行處理，不僅可以使水體中的溶解性有機物含量降低，而且粉末活性炭也能有效的去除異味物質，并且生產比較方便。

3 方法

3.1 工業水處理中活性炭類型的確定

一般情況下，活性炭的類型包括煤質活性炭、果殼活性炭以及木質活性炭三類，選擇時要依據所在地的實際供貨情況以及處理水的需求。試驗可以發現，在相同的條件之下，其中處理效果最理想的是木質活性炭，如果經濟比較局限，煤質活性炭的效果也比較好。在選擇粉末活性炭時，需要選擇較小顆粒的活性炭，這種情況下活性炭就會具有更大外表的面積，吸附的面積也就變大，一方面使吸附作用的速率提高，也充分利用了活性炭。如果選擇了木質活性炭，為了保證活性炭有比較理想的吸附能力，需要選用中孔比較發達的碳種。一般粉末活性炭在化學物中的吸附作用都是由這種化合物決定，所以在對活性炭類型進行選擇時，要結合所要處理的工業水中的物質含量及成份。在對工業水進行凈化中，要分析水質的成份，選用相配的活性炭的類型，以效益和凈化效果為基礎科學的選擇合適的活性炭。投加粉末活性炭的炭種要根據工業排水的水質狀況確定，在實際運用中，選擇粉末活性炭時要針對不同的水源污染情況，來充分發揮各類活性炭的優勢。

3.2 投加點的選擇

在投加混凝劑和粉末活性炭時，需要適當的控制兩者之間的投加距離，以防兩者間出現競爭性的吸附。不同的粉末活性炭投加點，其對不同的水質產生不同的吸附效果，其差異性較大。在確定粉末活性炭的投加點時，需要考慮該點是否符合充分的攪拌要求，這樣不僅能夠使活性炭的吸附效率提高，還有助于活性炭與工業廢水的最大限度的接觸，進而使溶質物質的吸附效果大大提高。

3.3 投加量的選擇

不斷增加工業廢水粉末活性炭的投放量，可以提高染物質的去除率，只有投放量超過30mg/L時，才可以達到最佳的吸附效果。在工業水處理中關于粉末活性炭的投放量的原則為：①在確定粉末活性炭的投加量時，不僅要考慮經濟的效益，同時也要保證其上限不可以將濾池穿透。②確定投加量下限的原則是濾后相關的指標達到相關的國際標準國家標準。在對工業水進行處理時，如果粉末活性炭的投放量過多，則會出現浪費活性炭的現象，就會使水處理成本增加。與之相反，如果粉末活性炭的投放量不夠，雖然使吸附效率提高了避免了浪費，但卻不能保證有效徹底地將工業水中的污染物質吸附。

4 工業水處理中粉末活性炭應用結果分析

實踐的研究結果表明，投加粉末活性炭對于色度的作用效果較為理想，色度低表明有機物和金屬離子的去除效果最為理想。同時粉末活性炭有助于去除酚類物質，而且具有較好的去除效果。粉末活性炭對于陰離子洗滌劑的去除效果也比較理想，而且在工業水處理中這一吸附作用也獲得了廣泛的應用。

5 討論

5.1 粉末活性炭凈水技術和傳統處理工藝的比較以及發展趨勢

傳統的工業水處理技術一般僅僅是去除水中的膠體雜質、細菌和懸浮物，而近年來伴隨著水源水質有機物污染嚴重程度的不斷加深，也就改變了污染水體中膠體顆粒的表面特性，進而對混凝的效果造成了影響，使水體中溶解狀體微量有機物的吸附能力降低。而粉末活性炭則可以有效的去除水中的氯化有機物、合成有機物、味道和色度，這也正是在工業水處理中粉末活性炭得到廣泛應用的主要原因，可以有效的避免傳統水處理技術存在的各種缺陷。與此同時，粉末活性炭的吸附循環時間比較短，投放方式也相對比較簡單，經濟成本也就比較低，因此，粉末活性炭的類型的選擇需要從工業水的實際類型和污染程度出發。

當工業水的污染程度比較嚴重時，如果過量的投放粉末活性炭，就會使水處理的經濟投入加大。所以，各個工業企業要逐漸的完善和改進粉末活性炭凈水的技術，進而使應用活性炭的效率提高，使凈水的成本降低，充分的利用其吸附的能力。就通過粉末活性炭對工業水進行處理的企業而言，使凈水成本降低的一種方式是高效的利用吸附額容量，而這也正是技術開發與改進的方向。在目前的對工業水進行處理過程中，由于投加量需要準確控制的影響，在充分對水體進行凈化的同時，也存在不能充分的利用大量粉末活性炭的現象。未來凈化水技術發展的主要趨勢是高效的利用粉末活性炭，實現資源充分的利用。

5.2 其他因素對粉狀活性炭凈化水的影響

在粉狀活性炭的投加工藝上，除了需要合理選擇活性炭類型、投加點及投加量，其他因素對于凈化效果影響也非常重要，其中包括水的水溫、PH的影響和有機物的影響等。工業水的水溫和PH值主要影響活性炭的作用效果等，不同溫度的水和不同的PH值，投加粉末活性炭的吸附效果也會存在不同。此外，混凝劑的投加也會嚴重影響源水的耗氧量，投加活性炭同期使用混凝劑是聚合硫酸鐵，同時也會出現過硫酸鋁。所謂的耗氧量是在一升水中高錳酸鉀發生氧化作用消耗的用量。水中有機物可以間接的通過耗氧量表示。在耗氧量比較高也就是污染比較嚴重時，需要對投加粉狀活性炭對于降低耗氧量的影響進行觀察。

[1]周硯屏.淺談工業水處理中粉末活性碳凈水技術的應用[J].廣州化工，2013（01）：45～46.

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TU991.27

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1004-7344（2016）27-0114-02

2016-9-8

李白彬（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事自來水公司企業管理工作。