活性炭分类及其在水处理行业中的应用

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1、活性炭分类及其在水处理行业中的应用　　1、前言据统计，我国每年排出的工业废水约为8×108m3，其中不仅含有氰化物等剧毒成分，而且含有铬、锌、镍等金属离子。废水的处理方法很多，主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等，本文介绍的是活性炭吸附法。活性炭的表面积巨大，有很高的物理吸附和化学吸附功能。因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。而且具有效率高，效果好等特点。 2、活性炭 　　活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500平方米。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功

2、能，而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。 2.1活性炭的分类 　　在生产中应用的活性炭种类有很多。一般制成粉末状或颗粒状。 　　粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用。 　　颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭. 2.2活性炭吸附 　　活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中

3、的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。 2.3影响活性炭吸附的因素 　　吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标.吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。 　　活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。 　　污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量.吸附反应通常是放热反应，因此温度

4、低对吸附反应有利。 　　当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。 3、活性炭在污水处理中的应用 　　由于活性炭对水的预处理要求高，而且活性炭的价格昂贵，因此在废水处理中，活性炭主要用来去除废水中的微量污染物，以达到深度净化的目的。 3.1活性炭处理含铬废水 　　铬是电镀中用量较大的一种金属原料，在废水中六价铬随pH值的不同分别以不同的形式存在。 　　活性炭有非常发达的微孔结构和较高的比表面积，具有极强的物理吸附能力，能有效地吸附废水中的Cr.活性炭的

5、表面存在大量的含氧基团如羟基、羧基等，它们都有静电吸附功能，对Cr产生化学吸附作用。 　　完全可以用于处理电镀废水中的Cr，吸附后的废水可达到国家排放标准. 　　试验表明：溶液中Cr质量浓度为50mg/L，pH=3，吸附时间1.5h时，活性炭的吸附性能和Cr的去除率均达到最佳效果. 　　因此，利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中Cr的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用低，有一定的社会效益和经济效益。 3.2活性炭处理含氰废水 　　在工业生

6、产中，金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼焦、合成氨、电镀、煤气生产等行业均使用氰化物或副产氰化物，因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。 　　活性炭用于净化废水已有相当长的历史，应用于处理含氰废水的文献报道也越来越多.但由于CN_、HCN在活性炭上的吸附容量小，一般为3mgCN/gAC～8mgCN/gAC降至0.005mg/L，氰从0.19mg/L降至0.048mg/L，COD从85mg/L降至18mg/L. 4、前景 　　随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求，活性炭的研究从本身的孔结构和比表面积逐步

7、发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。 　　例如，活性炭纤维近年来在处理废水方面受到了科研工作者的重视，它的直径一般为5～20μm，其制备原理与传统的活性炭制备相同，即将纤维状碳在800℃以上用水蒸气或二氧化碳活化处理。 　　纤维状活性炭的孔隙结构以微孔为主，中孔很少，几乎没有大孔，比表面积可达2500m2/g.具有吸附和脱附速率决，吸附容量大，导电性高等特点。 　　实验表明，ACF对苯酚的吸附容量为248mg/g，吸附饱和后经多次再生吸附容量几乎不变，吸附性能比活性炭好。室温时，在酸性或中性条件下，向1

8、00mL浓度为282mg/L的含酚模拟废水投加活性炭纤维0.5g，恒温振荡30min，苯酚去除率可达91%. 　　最近，人们发现活性炭不仅有吸附特性，同时表现出催化特性，由此而发展起来的催化氧化法日益受到重视，其研究也在不断深化。为了提高处理效率，从研究催化氧化机理出发，改变活性炭的表面结构，提高活性炭的能力，寻找理想的吸附剂。 5、结语 　　当前中国使用活性炭吸附法处理废水的方法处于