活性炭处理工业废水的应用

        1 活性炭的概述

        炭经过特殊处（chù）理之后就（jiù）会（huì）形成活性炭。有机原料在（zài）无氧的条（tiáo）件下进行（háng）加热，这样（yàng）能够有效减少非炭成分，这（zhè）个过程称之为炭（tàn）化。炭化之（zhī）后再与（yǔ）气体进行（háng）化学反应，通过侵蚀其（qí）表面机（jī）会产（chǎn）生一种微孔比较（jiào）发达的结构，这个过程（chéng）称之为活化。这（zhè）个过程与炭化（huà）不同，这（zhè）是（shì）看不到（dào）的。由于进行的（de）是（shì）点（diǎn）状（zhuàng）侵蚀（shí），所以才会使（shǐ）活性炭表面有很多小孔。这些小孔（kǒng）的直（zhí）径大（dà）约2mm左右。活性炭（tàn）的表面积很大， 1g的活性（xìng）炭的表面积可达（dá）500～1000㎡左右。活性炭所有的应（yīng）用都离（lí）不开（kāi）这个特点[1]。其吸附性，指的（de）是（shì）其固（gù）体表（biǎo）面（miàn）对水有一种吸附作用，这样能（néng）够达到很好的净（jìng）水效（xiào）果。它（tā）的吸附（fù）能力与其（qí）表面的（de）孔（kǒng）的（de）大（dà）小有很大关系（xì）。颗粒越小孔（kǒng）的扩散（sàn）就越快。颗粒越大孔的扩散就越慢。只（zhī）有快的扩散速度，才会有好（hǎo）的（de）吸附能（néng）力（lì）。吸附（fù）过程是否符合（hé）标准，这与吸附的速度（dù）还有吸附的能力（lì）是有（yǒu）很大关（guān）系的。这两个要（yào）素衡量吸附过程的好坏。吸附（fù）量是决定（dìng）吸附（fù）能力好坏的重要指标之一。吸（xī）附速度是（shì）指单位时间内单位重（chóng）量的吸附剂（jì）所吸附的量。在水处理中，吸附速度决定（dìng）了吸附剂（jì）与污水的接触时间[2]。

        2 活（huó）性炭处理（lǐ）工业废（fèi）水的应（yīng）用概（gài）况分（fèn）析（xī）

        我（wǒ）国（guó）淡（dàn）水资源是比较稀（xī）缺的，日常饮用到的不（bú）仅（jǐn）有淡水湖（hú）的水资源，还有地（dì）下水（shuǐ），但（dàn）是同样严重的问（wèn）题就是我国对水资源的浪费现象是（shì）日益的显著，并且伴（bàn）随（suí）着我国经济（jì）的快速发展和城（chéng）市现代建设的（de）推动，在工（gōng）业生产领域对水资源（yuán）的利用越来越多，存（cún）在对水资源的浪费和工业废水（shuǐ）对环境的污染现象。所以（yǐ）就目（mù）前形势来看，要积极（jí）的响（xiǎng）应（yīng）国家的号召，加强对工业废水处理的管理。通（tōng）过对相（xiàng）关工业的调查显示（shì），在我国平均每年废水的排出量为8×10 8m³，并且废水中（zhōng）参杂了很多有毒物质，比（bǐ）如氰（qíng）化物、氯酚等，同时存在着大量（liàng）的金属离（lí）子（zǐ），对环（huán）境的影响都是很巨大的。大多数工业企业对（duì）废水处理最常用的方法是沉淀法（fǎ）、电解法和膜处理法等（děng），但（dàn）是对废水处理效果最好的还是活性（xìng）炭处理法。因为炭自身就有（yǒu）很强的吸附（fù）能（néng）力，在实际实践中取得（dé）了多次成效。

        3 工业废水（shuǐ）处理中的活性炭分（fèn）类、吸附以（yǐ）及影响活（huó）性炭吸附的（de）因（yīn）素

        （1）活性（xìng）炭的分类。运用到工业废水处理的活性炭的分类有很多种，最为普（pǔ）遍的就是粉末（mò）状或者是颗粒状（zhuàng）的（de）活性炭（tàn）。粉末状的活性炭（tàn）由于体积较（jiào）小，从而（ér）使得自身与废水（shuǐ）的（de）接触面积更大，所以其吸附效果是最佳的（de）。虽然粉末（mò）状的活（huó）性（xìng）炭制（zhì）作起来相对简单，且成本较低，但是其使用（yòng）特性为一次性（xìng），不可以回收并（bìng）投放使（shǐ）用[3]。相对来说，颗（kē）粒状的活性炭在制作方（fāng）面就相对（duì）复杂（zá），并且（qiě）其生（shēng）产（chǎn）成本也较高，但（dàn）唯一（yī）的优势在于可以再次回收使用。由于是颗粒状态存在（zài），所以操作（zuò）管（guǎn）理起来就比较方便。在活性炭处理工业（yè）废水的作（zuò）业中（zhōng），被广泛认可的是颗粒状活性炭。

        （2）活性炭吸附。活性炭具有（yǒu）一定的（de）吸附能力，能够对废水中（zhōng）的一种或者多种（zhǒng）以上的（de）其他（tā）物质（zhì）进（jìn）行（háng）吸（xī）附，以达到除去废水中的杂质（zhì），实现清洁水质的效果（guǒ）。

        （3）影（yǐng）响活性炭吸附的因（yīn）素。在对（duì）废水进行处理时，处理程度最终取决于活性炭（tàn）在废水中（zhōng）的吸附能力和吸附杂质的效率。活性炭吸附能力（lì）的判断（duàn）标准就是以对废水中杂质的吸附的量来决（jué）定的（de），吸附效率则是单位体积（jī）的活性炭对废水（shuǐ）杂质的单（dān）位（wèi）吸附量（liàng）所用的时间。首先（xiān）就是活性（xìng）炭的（de）单（dān）位体积对吸附的影响，在对工（gōng）业废水进（jìn）行处（chù）理工作时（shí），通（tōng）常情况（kuàng）下，活（huó）性炭单位（wèi）体积的大小直接决定了其吸附能力的（de）大小。由（yóu）于活性炭表（biǎo）面（miàn）存在很（hěn）多（duō）的（de）空隙，体积小的活性炭其对应的空隙变化的速（sù）度就会加强，所以吸附能力就强（qiáng）。

        其次（cì）就是废水中的酸碱值和水温对（duì）活性炭吸（xī）附工作的影响。工业废水（shuǐ）在PH值小于7的情况下（xià），呈酸性，活性炭在酸性（xìng）的条件下更（gèng）有利于（yú）吸附。考虑到活性炭在吸附时的物理（lǐ）反应为放（fàng）热（rè），如果外界（jiè）环（huán）境的温度较低，就（jiù）会有利于（yú）提高活性炭吸附效果。最后（hòu）就是废水的浓度对活性炭的吸（xī）附影响，在其他条（tiáo）件稳定的情（qíng）况下，活（huó）性炭（tàn）的吸（xī）附（fù）能（néng）力随废（fèi）水浓度的升（shēng）高而（ér）升高（gāo）[4]。

        4 活性炭在污（wū）水处（chù）理中的（de）应用（yòng）

        综（zōng）合考虑（lǜ）活性炭的成本和处理标准的问题，所以在对工（gōng）业废水进行活（huó）性炭吸附处理时，主（zhǔ）要是吸附（fù）排除掉仅有的微（wēi）量杂质，实现对污水的净化（huà）。以下内（nèi）容（róng）则（zé）是对活性炭在污水处理中的应（yīng）用进行（háng）分析（xī）。（1）活性炭处理（lǐ）含铬（gè）废水 。活（huó）性炭对含铬废水（shuǐ）的处（chù）理。铬（gè）是以离子形式大量（liàng）存在与工业废水（shuǐ）中的一种金属（shǔ）元（yuán）素，其化（huà）学（xué）价为正（zhèng）六（liù）价，但是其（qí）存在（zài）方式是由废水的酸碱值决定的。活性炭的结构很复杂，利用其较（jiào）强的吸附性，能够充分有效（xiào）吸附废（fèi）水中的铬离子。利用到物理、化（huà）学等综合处（chù）理效果，对废水中的铬（gè）进行处理，实现净化废（fèi）水的最佳效（xiào）果。（2）活性（xìng）炭处理含氰废水。在工业生产排（pái）放出的废水中，都存在（zài）一（yī）定浓度的含氰物质或者副产氰化（huà）物。在全国范围内的（de）工业（yè）废（fèi）水处理中，运用活性炭对含氰（qíng）废水的处理已经（jīng）越来越广泛，但是在废水中仍有少量的氰根和氰化氢，且成本也相对较（jiào）高。

        5 活性炭处（chù）理工业（yè）废水的应用远景

        运（yùn）用到工业废水处理的活（huó）性炭（tàn）处理技术（shù）已经越来越被（bèi）重视，并且随着我国经济的快速发展，对相关技（jì）术进一步展（zhǎn）开（kāi）了研究。就（jiù）活性炭处理工（gōng）业废水（shuǐ）问题（tí），对活性炭的研（yán）究，从其自身的表面结构，逐步改善（shàn）为对表面（miàn）官能团活（huó）跃性的研究，分析（xī）出官能团对活性炭的吸附能力的影响。最近对炭（tàn）元素的研究（jiū）出现了（le）活（huó）性炭纤维物质，其物理特点与（yǔ）传统的（de）活性炭（tàn）大（dà）致相同，直接大（dà）约为5～20μm；但是与传统活性炭不同的是，活性炭纤维（wéi）具有较强的耐温性（xìng）。作为（wéi）在传统（tǒng）活性炭基础（chǔ）上研发出来的新（xīn）型（xíng）吸附（fù）剂，具（jù）备吸附效率高、能力强和可再（zài）生等（děng）优势，更够（gòu）有效的处理传统（tǒng）活性（xìng）炭未（wèi）能处理（lǐ）的（de）废水，操作（zuò）简单，成本相（xiàng）对（duì）较低，可以充分实现对废水的（de）处理效（xiào）果。用一定的（de）方（fāng）法去（qù）处理（lǐ）活性炭（tàn），让其表面官能团性质与数量改变，这（zhè）个（gè）叫（jiào）做活（huó）性炭的改性。各种改性活性炭根（gēn）据其（qí）处理方（fāng）式不同而不（bú）同。比如说，以去（qù）除有机污染（rǎn）物为主（zhǔ）要目的的（de）活（huó）性炭其改性表面的研（yán）究（jiū）方向（xiàng）就是：减少表面内酯基（jī）及（jí）羧基等含氧（yǎng）官能团的含量，增加活性（xìng）炭表（biǎo）面的疏水（shuǐ）性。

        6 结束语

        根据（jù）上文的分析与研究（jiū）可知（zhī）我国现阶段的活性炭（tàn）处理（lǐ）工业废水技术尚未（wèi）完善（shàn），有些相（xiàng）关的理论和（hé）技术要求都有待提（tí）高。除（chú）此（cǐ）之外还（hái）有我（wǒ）国对工（gōng）业（yè）废水处理的活（huó）性（xìng）炭的提供量日（rì）益紧张（zhāng），生产设备少，且生产成本越（yuè）来越高，这一系列（liè）因素限制（zhì）了（le）活（huó）性炭（tàn）处理技术的发展（zhǎn）。与一些发达国家之间的差距还是很（hěn）大的。应（yīng）针（zhēn）对不同处（chù）理要求（qiú）的废水，对活性炭的功（gōng）能进行创新（xīn），加大对相关技（jì）术理论的研（yán）究，确保（bǎo）活性炭处理工业废水技术的稳定发（fā）展。进而为我（wǒ）国的活性（xìng）炭（tàn）处理废水工作贡献（xiàn）一（yī）份力量。