生活污水處理中應用活性炭凈化技術的分析

李建霞

摘 要：隨著社會主義現代化建設的不斷發展，人們的生活水平也在不斷提高，生活中的污水排放量也呈現出逐年增長的趨勢，生活中的污水如何得到有效處理成為一個新的亟待解決的課題。如果不對生活污水進行及時處理，造成的水質污染所帶來的后果是非常嚴重的。活性炭凈化技術的出現，很好地解決了這方面問題。本文主要首先概述了生活污水處理中應用活性炭凈化技術的意義，然后闡述了活性炭的運作原理，以及活性炭在生活污水凈化中的應用。

關鍵詞：生活污水處理;活性炭;凈化技術

活性炭凈化技術是一種常見于污水處理中的技術，通過將活性炭這種吸附劑運用到污水的處理中，從而使雜質被吸附在其表面來實現凈化污水的目的。活性炭就形態來說一般分為粉狀和粒狀兩種，前者在污水處理中有著較為悠久的歷史。活性炭的原材料一般集中在垃圾廢料、果殼和木材等，雖然果殼是一種最佳的活性炭原材料，但是由于存在各種因素的束縛，使得這種原材料的活性炭價格較高，不利于活性炭的普及和使用。為了改變這種現狀，越來越多的國家開始研究以垃圾廢料來制作活性炭的方法，現階段我國在這方面已經取得了一定的成就。

1 生活污水處理中應用活性炭凈化技術的意義

經濟的發展，促進了人們物質生活的不斷發展。一方面人們可以通過經濟的發展感受到生活發生了翻天覆地的變化，另一方面經濟的發展也帶來了很多負面影響，其中最為典型的就是環境污染。水污染作為環境污染中的一個重要內容，在我國甚至國家社會上都是需要面臨和解決的一個頭等問題。水污染很多時候都是由日常生活中排放的污水所引起的，為了解決這些污染問題，國內外嘗試了很多中解決的方法，比如傳統的化學加工處理方法，還要物理處理方法，但是這些方法在實際的污水處理中都沒有能夠發揮出很好的處理效果[1]。活性炭的出現，打破了這種局面，由于它在污水處理中的操作較為簡單方便，污水處理的實際能力也較傳統方法高，所以已經被廣泛運用于國內外的各種污水處理實例當中。

2 活性炭的運作原理

在實際的污水處理過程中，活性炭吸附雜質是一項較為復雜的過程，涉及到化學雜合力、分子作用力和離子吸引力之間的相互影響和作用，所以在活性炭的制作過程中需要根據不同的污水處理需求來制作不同標準的活性炭[2]。活性炭之所以能夠吸附水中的雜質，主要還是因為它本身就具備多孔的特征，所以它在污水處理中能夠將一種或者以上的雜質吸附在其表面，從而實現凈化污水的目標。水中的微生物、有機物甚至臭味都可以成為活性炭的吸附對象，所以活性炭的應用范圍較為廣泛。在活性炭吸附雜質的過程中，通常會包含快速擴散和慢速擴散兩種形式，溶質分子通過碳分子中大孔進行擴散則屬于快速擴散，可以吸附大量的雜質。而溶質分子在通過碳分子中的大孔擴散至連接大孔的細孔中時，細孔的口徑較小，阻力增大，所以擴散速度開始變慢，此時便為慢速擴散。由此兩種溶質分子的擴散形式可以看出，活性炭的吸附能力不僅與碳分子的表面有著關聯，還與連接大孔的細孔的口徑存在緊密的聯系[3]。大孔就好比汽車行駛中的高速公路，為溶質分子提供路徑，所以大孔決定了溶質分子的吸附力。當然，水中的有機物呈現出各種大小分子的狀態，而細孔占碳分子表面的比重呈壓倒性優勢，所以細孔決定著碳分子吸附量的高低。一般來說，溶質分子的吸附主要受分子作用力的影響，而不同的活性炭的孔徑大小和結構分布有著很大的不同，所以每種活性炭對于溶質分子的吸附能力也有所不同。鑒于此，在生活污水的實際處理過程中，需要根據不同的污水處理需求來選擇不同類型的活性炭，從而提高凈化生活污水的能力。活性炭的運作原理圖如圖1所示。

3 活性炭凈化技術在生活污水處理中的應用

3.1 生物活性炭技術在污水處理中的應用

活性炭由于其存在獨特的多孔結構，所以具備較高的吸附能力和催化能力，再加上它有著生產方便、耐高溫和耐酸堿的特點，在污水處理中不會造成二次污染，使得它成為當前最受歡迎的一種污水吸附劑。污水處理中，活性炭不僅可以吸附水中的苯酚、有機物和油漬，還可以吸附一些難聞的氣味，對于水質的凈化有著非常明顯的效果。就活性炭的吸附方式來說，目前常見的有流動床、移動床、固定床和接觸吸附，比如前面提到的粉狀形態的活性炭就只能通過接觸的方式來吸附污水中的雜質。粉狀形態的活性炭在吸附的過程中，涉及到分子作用力和離子吸引力之間的相互影響和作用，過程也相對較為復雜。為了能夠將活性炭凈化技術水平提升至一個新的臺階，國內外對于活性炭凈化技術的研究從未中斷過，一種新的活性炭凈化技術便出現在了大眾的視野范圍內，即BAC技術。BAC的中文名是生物活性炭，通過在活性炭上固定微生物，實現活性炭吸附水中有機物，微生物分解有機物的雙重目標。這一技術結合了微生物分解有機物的特點，在污水的處理過程中發揮了巨大的作用，所以已經被廣泛運用至實際的生活污水處理工程當中。BAC技術通過將活性炭吸附有機物、微生物分解有機物融合為一體，可以給固定在活性炭上面的微生物提供必要的營養供給，而微生物對于有機物的分解又為活性炭的再次利用提供了可能性。目前，這種新型技術已經被我國運用至日常的生活污水處理當中，已經取得了非常顯著的成效。

3.2 活性炭聯用技術在生活污水處理中的應用

現階段，生活污水導致的水體污染現象屢見不鮮，各種類型的水體污染層出不窮。如果只靠活性炭的單一吸附功能，已經不能滿足于處理生活污水的需求，也不符合時代發展的標準。為了更好地應對和處理各種復雜的水質污染，活性炭聯用技術便應運而生。在這些常見的活性炭聯用技術當中，最為典型的是活性炭與膜的聯用、活性炭與二氧化鈦的聯用、活性炭與高錳酸鉀的聯用。

首先，在日常的生活中，雖然水污染已經得到了一定程度解決，但是對于水質污染的預防工作一直是頭等大事，尤其是生活中的飲用水，更是被稱作“生命之源”。為了居民能夠在日常生活中喝上健康的飲用水，需要通過活性炭與膜的聯用技術來實現對飲用水的深度凈化處理。按膜的孔徑的大小來進行劃分的話，膜包含超濾膜、納濾膜和反滲透膜三種類型，可以根據實際的需要來選擇不同的膜。這種膜與活性炭的聯用技術能夠有效避免只用其中一個凈化裝備的缺陷。其次，二氧化鈦是一種非常優秀的光解催化劑，在水質的防污方面有著非常好的效果。通過將其與活性炭進行聯用，不僅可以提高活性炭的吸附能力，也可以加速污水處理中光解反應的進度。最后，高錳酸鉀是一種去除有機物的重要材料，所以將其與活性炭聯用，可以加快污水中有機物的凈化速度。

4 結束語

總之，活性炭由于自身具備多孔特點，加上它具備生產方便，使用過程較為簡便，所以在生活污水處理中有著非常顯著的作用。活性炭凈化技術的過程是一項復雜的過程，不同類型的活性炭對于不同的水質處理的能力也有所不同，因此我們需要根據生活污水處理的實際需求來選擇符合標準的活性炭。在活性炭凈化生活污水的過程中，我們不僅要注重發揮活性炭本身的吸附作用，還需要通過將其與其他凈化材料聯合使用來實現多重凈化目的，從而實現活性炭凈化技術的與時俱進。

參考文獻：

[1]梁苗苗.淺談活性炭深度處理水工藝[J].中國化工貿易， 2019，11（16）：63.

[2]崔勇.淺析水處理活性炭吸附性能指標的表征與應用[J].絲路視野，2019（1）：155.

[3]劉媛.活性炭在水處理中的應用[J].化工管理，2020（4）：122.