活性炭處理工業(yè)廢水的應用

摘要：這幾年，工業(yè)廢水的處理并不是很好，一些大城市處理工作還算可觀，但是在我國下面的大多數(shù)的工業(yè)企業(yè)在廢水處理方面仍存在較多的問題。以下內容是對廢水處理進行分析，并且就應用到工業(yè)廢水處理的活性炭的特性進行討論，根據(jù)實際情況的應用問題，提出了相應的解決方案，并逐步確定了活性炭在工業(yè)廢水處理方面的發(fā)展趨勢。希望會對我國的工業(yè)廢水領域的工作提供幫助。

關鍵詞：活性炭；工業(yè)廢水；處理；發(fā)展方向；經(jīng)濟發(fā)展；分析與研究

中圖分類號：X703 文獻標識碼： A 文章編號：2095-672X（2018）03-0038-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.021

Abstract： In recent years， the treatment of industrial wastewater is not very good， and the treatment in some big cities is still considerable. However， most industrial enterprises under our country still have more problems in wastewater treatment. The following is the analysis of wastewater treatment， and applied to the characteristics of activated carbon in industrial wastewater treatment are discussed， according to the practical application of the problem， put forward the corresponding solutions， And gradually determined the development trend of activated carbon in industrial wastewater treatment. We hope that it will help our work in the field of industrial waste water.

Keywords： Activated carbon； Industrial wastewater； Treatment； Development direction； Economic development； Analysis and research

1 活性炭的概述

炭經(jīng)過特殊處理之后就會形成活性炭。有機原料在無氧的條件下進行加熱，這樣能夠有效減少非炭成分，這個過程稱之為炭化。炭化之后再與氣體進行化學反應，通過侵蝕其表面機會產(chǎn)生一種微孔比較發(fā)達的結構，這個過程稱之為活化。這個過程與炭化不同，這是看不到的。由于進行的是點狀侵蝕，所以才會使活性炭表面有很多小孔。這些小孔的直徑大約2mm左右。活性炭的表面積很大， 1g的活性炭的表面積可達500～1000㎡左右。活性炭所有的應用都離不開這個特點[1]。其吸附性，指的是其固體表面對水有一種吸附作用，這樣能夠達到很好的凈水效果。它的吸附能力與其表面的孔的大小有很大關系。顆粒越小孔的擴散就越快。顆粒越大孔的擴散就越慢。只有快的擴散速度，才會有好的吸附能力。吸附過程是否符合標準，這與吸附的速度還有吸附的能力是有很大關系的。這兩個要素衡量吸附過程的好壞。吸附量是決定吸附能力好壞的重要指標之一。吸附速度是指單位時間內單位重量的吸附劑所吸附的量。在水處理中，吸附速度決定了吸附劑與污水的接觸時間[2]。

2 活性炭處理工業(yè)廢水的應用概況分析

我國淡水資源是比較稀缺的，日常飲用到的不僅有淡水湖的水資源，還有地下水，但是同樣嚴重的問題就是我國對水資源的浪費現(xiàn)象是日益的顯著，并且伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市現(xiàn)代建設的推動，在工業(yè)生產(chǎn)領域對水資源的利用越來越多，存在對水資源的浪費和工業(yè)廢水對環(huán)境的污染現(xiàn)象。所以就目前形勢來看，要積極的響應國家的號召，加強對工業(yè)廢水處理的管理。通過對相關工業(yè)的調查顯示，在我國平均每年廢水的排出量為8×10 8m?，并且廢水中參雜了很多有毒物質，比如氰化物、氯酚等，同時存在著大量的金屬離子，對環(huán)境的影響都是很巨大的。大多數(shù)工業(yè)企業(yè)對廢水處理最常用的方法是沉淀法、電解法和膜處理法等，但是對廢水處理效果最好的還是活性炭處理法。因為炭自身就有很強的吸附能力，在實際實踐中取得了多次成效。

3 工業(yè)廢水處理中的活性炭分類、吸附以及影響活性炭吸附的因素

（1）活性炭的分類。運用到工業(yè)廢水處理的活性炭的分類有很多種，最為普遍的就是粉末狀或者是顆粒狀的活性炭。粉末狀的活性炭由于體積較小，從而使得自身與廢水的接觸面積更大，所以其吸附效果是最佳的。雖然粉末狀的活性炭制作起來相對簡單，且成本較低，但是其使用特性為一次性，不可以回收并投放使用[3]。相對來說，顆粒狀的活性炭在制作方面就相對復雜，并且其生產(chǎn)成本也較高，但唯一的優(yōu)勢在于可以再次回收使用。由于是顆粒狀態(tài)存在，所以操作管理起來就比較方便。在活性炭處理工業(yè)廢水的作業(yè)中，被廣泛認可的是顆粒狀活性炭。

（2）活性炭吸附。活性炭具有一定的吸附能力，能夠對廢水中的一種或者多種以上的其他物質進行吸附，以達到除去廢水中的雜質，實現(xiàn)清潔水質的效果。

（3）影響活性炭吸附的因素。在對廢水進行處理時，處理程度最終取決于活性炭在廢水中的吸附能力和吸附雜質的效率。活性炭吸附能力的判斷標準就是以對廢水中雜質的吸附的量來決定的，吸附效率則是單位體積的活性炭對廢水雜質的單位吸附量所用的時間。首先就是活性炭的單位體積對吸附的影響，在對工業(yè)廢水進行處理工作時，通常情況下，活性炭單位體積的大小直接決定了其吸附能力的大小。由于活性炭表面存在很多的空隙，體積小的活性炭其對應的空隙變化的速度就會加強，所以吸附能力就強。

其次就是廢水中的酸堿值和水溫對活性炭吸附工作的影響。工業(yè)廢水在PH值小于7的情況下，呈酸性，活性炭在酸性的條件下更有利于吸附。考慮到活性炭在吸附時的物理反應為放熱，如果外界環(huán)境的溫度較低，就會有利于提高活性炭吸附效果。最后就是廢水的濃度對活性炭的吸附影響，在其他條件穩(wěn)定的情況下，活性炭的吸附能力隨廢水濃度的升高而升高[4]。

4 活性炭在污水處理中的應用

綜合考慮活性炭的成本和處理標準的問題，所以在對工業(yè)廢水進行活性炭吸附處理時，主要是吸附排除掉僅有的微量雜質，實現(xiàn)對污水的凈化。以下內容則是對活性炭在污水處理中的應用進行分析。（1）活性炭處理含鉻廢水 。活性炭對含鉻廢水的處理。鉻是以離子形式大量存在與工業(yè)廢水中的一種金屬元素，其化學價為正六價，但是其存在方式是由廢水的酸堿值決定的。活性炭的結構很復雜，利用其較強的吸附性，能夠充分有效吸附廢水中的鉻離子。利用到物理、化學等綜合處理效果，對廢水中的鉻進行處理，實現(xiàn)凈化廢水的最佳效果。（2）活性炭處理含氰廢水。在工業(yè)生產(chǎn)排放出的廢水中，都存在一定濃度的含氰物質或者副產(chǎn)氰化物。在全國范圍內的工業(yè)廢水處理中，運用活性炭對含氰廢水的處理已經(jīng)越來越廣泛，但是在廢水中仍有少量的氰根和氰化氫，且成本也相對較高。

5 活性炭處理工業(yè)廢水的應用遠景

運用到工業(yè)廢水處理的活性炭處理技術已經(jīng)越來越被重視，并且隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對相關技術進一步展開了研究。就活性炭處理工業(yè)廢水問題，對活性炭的研究，從其自身的表面結構，逐步改善為對表面官能團活躍性的研究，分析出官能團對活性炭的吸附能力的影響。最近對炭元素的研究出現(xiàn)了活性炭纖維物質，其物理特點與傳統(tǒng)的活性炭大致相同，直接大約為5～20μm；但是與傳統(tǒng)活性炭不同的是，活性炭纖維具有較強的耐溫性。作為在傳統(tǒng)活性炭基礎上研發(fā)出來的新型吸附劑，具備吸附效率高、能力強和可再生等優(yōu)勢，更夠有效的處理傳統(tǒng)活性炭未能處理的廢水，操作簡單，成本相對較低，可以充分實現(xiàn)對廢水的處理效果。用一定的方法去處理活性炭，讓其表面官能團性質與數(shù)量改變，這個叫做活性炭的改性。各種改性活性炭根據(jù)其處理方式不同而不同。比如說，以去除有機污染物為主要目的的活性炭其改性表面的研究方向就是：減少表面內酯基及羧基等含氧官能團的含量，增加活性炭表面的疏水性。

6 結束語

根據(jù)上文的分析與研究可知我國現(xiàn)階段的活性炭處理工業(yè)廢水技術尚未完善，有些相關的理論和技術要求都有待提高。除此之外還有我國對工業(yè)廢水處理的活性炭的提供量日益緊張，生產(chǎn)設備少，且生產(chǎn)成本越來越高，這一系列因素限制了活性炭處理技術的發(fā)展。與一些發(fā)達國家之間的差距還是很大的。應針對不同處理要求的廢水，對活性炭的功能進行創(chuàng)新，加大對相關技術理論的研究，確保活性炭處理工業(yè)廢水技術的穩(wěn)定發(fā)展。進而為我國的活性炭處理廢水工作貢獻一份力量。

參考文獻

[1]王菊，張紅梅.淺議活性炭在工業(yè)廢水處理中的應用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013，（03）：75.

[2]郭慧，郭兆學.活性炭處理工業(yè)廢水的應用[J].科技信息（科學教研），2008，（04）：105.

[3]楊娜，葉樹強，周朝勇.活性炭吸附在工業(yè)廢水處理中的應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，2016，（06）：22.

[4]高玉，孫寶鐵，高秀麗，董志博，王浩銘，鄒東雷.微波-活性炭聯(lián)合處理焦化廢水的應用前景[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，（04）：36.

收稿日期：2018-01-11

作者簡介：徐宇峰（1986-），男，本科，環(huán)境專員，研究方向為環(huán)境工程。