活性炭吸附在廢水處理中的應(yīng)用

徐瑞萍

活性炭是一種黑色多孔的固體吸附劑。早期由木材、硬果殼或獸骨等經(jīng)炭化、活化制得，后來加入煤的組分或者均勻的煤粒炭化、活化制的。主要成分為碳（含量為87-97%），并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素，還有少量無機(jī)礦物質(zhì)。

活性炭吸附主要包括物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法。活性炭最早用于去除生活用水的臭味。沼澤水常帶土味，湖泊和水庫水常帶藻類形成的臭味，用活性炭處理最為有效活性炭能去除水中產(chǎn)生臭味的物質(zhì)和有機(jī)物，如酚、苯、氯、三鹵甲烷等。此外，對(duì)廢水中含重金屬銀、鎘、、銻、砷、汞、鉛、鎳等離子也有吸附能力。

1、改性活性炭處理含油廢水

劉宏菊等改進(jìn)了活性炭對(duì)含油廢水的處理，采用溶膠-凝膠法制備活性炭負(fù)載型的TiO2復(fù)合光催化劑，處理華北油田采油廢水，光照80min，COD的去除率可達(dá)65.3%，采油廢水中大多有機(jī)物都得到不同程度的降解，光催化性能較好。

2、焦化廢水的處理

尚會(huì)建等用活性炭催化臭氧化處理模擬廢水，設(shè)置最初模擬廢水為氨氮質(zhì)量濃度為35mg/LpH為11.0的條件下，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，活性炭加入10g/L，臭氧流量為30mg/min，反應(yīng)90min后，氨氮去除率可達(dá)97.6%，處理后的模擬廢水氨氮濃度可下降至0.84mg/L甚至更低。活性炭可重復(fù)使用5次，且氨氮去除效率變化不大。

楊德敏等通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：臭氧-活性炭聯(lián)合工藝可較好的處理焦化廢水，其中活性炭投加量、臭氧投加量以及待處理溶液的初始濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大，溶液初始 pH 值為 10.25、臭氧投加量為 7.5 mg /min、活性炭投加量50 g /L、反應(yīng)時(shí)間為30 min 時(shí)，為最佳條件。在該條件下處理焦化廢水，經(jīng)處理出水 COD 由 145. 36 mg /L降至 38.50 mg /L，去除率達(dá)到 73.51%。實(shí)驗(yàn)自制活性炭，穩(wěn)定性好，可反復(fù)使用10次之多，COD去除率僅降低了 2.66%。

曲曉萍等活性炭處理焦化廢水時(shí)，聯(lián)合微波輻射技術(shù)，研究反應(yīng)最佳條件，結(jié)果表明3g活性炭與50mL焦化廢水混合，在微波輻射功率700W，處理6min，廢水中COD去除率可達(dá)77%。該方法改變了傳統(tǒng)廢水處理方式，使處理方法變得簡易有效，而且處理時(shí)間短，所需設(shè)備簡單，操作方便。

3、改性活性炭處理高鹽廢水

易 斌等在 Fenton 試劑體系中引入活性炭，即將活性炭吸附和Fenton 氧化耦合，處理高鹽有機(jī)廢水，實(shí)驗(yàn)表明，單獨(dú)使用活性炭處理高鹽廢水時(shí)，在 pH =6.0，活性炭投加量為 9.0g /L，吸附時(shí)間為 60min 條件下，COD 去除率最大，達(dá)到47.5% ，再經(jīng)Fenton 氧化處理，在 FeSO4 ·7H2O 投加量為 3. 0 g /L，H2O2 投加量為 4. 7 g /L，反應(yīng)時(shí)間為 30 min 條件下，COD 去除率最大，達(dá)到 84. 4%。采用活性炭吸附-Fenton 氧化聯(lián)合處理高鹽 有機(jī)廢水效果很理想，聯(lián)合處理后，廢水 COD 由初始濃度 13650 mg /L 降至560 mg /L，去除率達(dá)到 95. 9% ，是處理高鹽廢水的一種有效方法。

4、改性活性炭鐵吸附劑處理含鉻、銅、鉛廢水

改性活性炭鐵吸附劑處理含鉻電鍍廢水

王雨等為解決普通活性炭處理含鉻電鍍廢水吸附速度慢、容量小的問題，用錳鹽對(duì)活性炭進(jìn)行改性，可提高在弱酸環(huán)境下的吸附能力，加入少量的鐵屑，有助于活性炭在酸性條件下對(duì)廢水中 Cr（Ⅵ）的吸附與轉(zhuǎn)化。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)預(yù)處理后含鉻質(zhì)量濃度在 8.8 mg/L 以下的電鍍廢水，改性活性炭鐵吸附劑能在 pH 為 6～7、 接觸時(shí)間為 1.5 h 實(shí)現(xiàn) 90%以上的總鉻去除率。

改性活性炭處理含銅廢水

呂 游等利用乙二胺四乙酸二鈉（ EDTA-Na2 ）對(duì)煤質(zhì)活性炭進(jìn)行改性，用以提高廢水中Cu2+的去除效率。實(shí)驗(yàn)表明，在 124℃、0.14 MPa 的條件下，利用 0.05 mol /L 的 EDTA-Na2 溶液改性處理煤基活性炭，當(dāng)固液比 1 ：10、浸漬時(shí)間 40 min 時(shí)，所得活性炭處理模擬的含銅廢水，活性炭吸附能力明顯增強(qiáng)，Cu2+去除率從未改性前的為 60.9%提高至90.8%。

活性炭處理含鉛廢水

劉延慧研究了活性炭對(duì)含鉛廢水的處理情況，研究發(fā)現(xiàn)，在pH5.0-6.0時(shí)，質(zhì)量濃度在100mg/L以內(nèi)，廢水鉛含量與活性炭的比例為1：400，接觸反應(yīng)80min，鉛離子的去除率可達(dá)99%，去除效果較好。

小 結(jié)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，工業(yè)廢水產(chǎn)生量越來越多，廢水的成分非常復(fù)雜，環(huán)境容量有限，環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，廢水的達(dá)標(biāo)排放成為企業(yè)亟待解決的問題。活性炭吸附作為一種高效、清潔的廢水凈化手段，應(yīng)用范圍在進(jìn)一步的擴(kuò)大。通過不同實(shí)驗(yàn)條件改進(jìn)活性炭使其用于處理含油廢水、高鹽廢水、焦化廢水、含鉻、銅、鉛廢水等。但實(shí)際應(yīng)用還存在一定的問題，如生產(chǎn)工藝欠缺或不完善，導(dǎo)致產(chǎn)量供不應(yīng)求。面對(duì)這些問題，希望專家學(xué)者積極探索的相關(guān)問題，不斷研發(fā)全新的活性炭制造及應(yīng)用工藝，從而更好的發(fā)揮其凈化效果。

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