活性炭在污水處理中作用

發(fā)布時(shí)間：

2024-06-11

    活性炭是一種經(jīng)過特殊處理的炭，擁有無數(shù)細(xì)小孔隙，表面積巨大，每克活性炭的表面積可達(dá)到500至1500平方米。活性炭不僅具備強(qiáng)大的物理吸附和化學(xué)吸附能力，還具有解毒作用。它通過其巨大的表面積將毒物吸附在微孔中，從而阻止毒物的吸收。此外，活性炭還能與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，進(jìn)一步阻止這些物質(zhì)的吸收。

    活性炭的分類

    在水處理中，活性炭的種類繁多，通常制成粉末狀或顆粒狀。兩者各有特點(diǎn)：

   （1）粉末狀活性炭：吸附能力強(qiáng)，制備容易，價(jià)格較低，但再生困難，一般不能重復(fù)使用。

   （2）顆粒狀活性炭：價(jià)格較貴，但可再生后重復(fù)使用，并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好，操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭。

    活性炭吸附的原理

活性炭吸附是利用活性炭的固體表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。活性炭吸附過程主要包括物理吸附和化學(xué)吸附兩種方式：

    （1）物理吸附：主要依賴于活性炭表面的范德華力，將污染物吸附到炭的表面。

    （2）化學(xué)吸附：依靠活性炭表面存在的化學(xué)基團(tuán)與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而吸附污染物。

     影響活性炭吸附的因素

     吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標(biāo)：

    （1）吸附能力：用吸附量來衡量，指單位重量的活性炭所能吸附的污染物質(zhì)的量。

    （2）吸附速度：指單位重量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量，決定了污水需要與吸附劑接觸的時(shí)間。

     影響活性炭吸附能力的因素包括：

（1）活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)：孔隙越小，擴(kuò)散速度越快，吸附能力越強(qiáng)。

（2）污水的pH值和溫度：活性炭在酸性條件下比在堿性條件下吸附量更高，且低溫有利于吸附反應(yīng)。

（3）污水濃度：在一定溫度下，活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高。

     活性炭在污水處理中的應(yīng)用

由于活性炭對(duì)水的預(yù)處理要求高且價(jià)格昂貴，因此在廢水處理中，活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物，以實(shí)現(xiàn)深度凈化的目的。

    降低COD

活性炭針對(duì)污水中難以生物降解去除的有機(jī)物進(jìn)行脫除，如芳香烴、含氯/有毒酚類等，有著良好的吸附效果。COD（化學(xué)需氧量）是污水排放的關(guān)鍵性指標(biāo)，使用活性炭吸附法去除污水中剩余有機(jī)物，已經(jīng)在城市污水和工業(yè)廢水處理流程中成為一種有效的處理技術(shù)，并得到了廣泛的應(yīng)用。

    降低色度

印染廢水、焦化廢水、藥廠廢水等通常都有著色度高的問題。色度在常規(guī)污水一級(jí)和二級(jí)處理中較難脫除，活性炭憑借其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)在脫除色度方面有極大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于污水中的顏色物質(zhì)有顯著的吸附效果。

    水質(zhì)凈化（上水）

城市自來水經(jīng)過活性炭處理，可以有效去除有機(jī)雜質(zhì)、消毒副產(chǎn)物THM，以及PFAS。對(duì)于自來水中的余氯也具有良好的吸附效果。活性炭在處理的同時(shí)，既不會(huì)帶入額外的雜質(zhì)，也能保留一定量的微量元素，是處理上水水源的有效手段。活性炭還常用于工業(yè)上水純化，在對(duì)制程水純度要求較高時(shí)，活性炭通常和滲透膜、微孔濾膜等結(jié)合使用以制備純化水。

    活性炭處理含鉻廢水

鉻是電鍍中常用的一種金屬原料，廢水中六價(jià)鉻隨pH值的不同以不同形式存在。活性炭因其發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，具有極強(qiáng)的物理吸附能力，能有效吸附廢水中的Cr(Ⅵ)。活性炭表面存在大量含氧基團(tuán)如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等，這些基團(tuán)具有靜電吸附功能，對(duì)Cr(Ⅵ)產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。

   活性炭處理含酚廢水

酚類化合物是工業(yè)生產(chǎn)中常見的污染物，對(duì)環(huán)境和人體健康都有較大危害。活性炭通過物理吸附和化學(xué)吸附相結(jié)合的方法，可以高效去除廢水中的酚類物質(zhì)。活性炭對(duì)酚的吸附受pH值影響較大，通常在中性至弱酸性條件下吸附效果最好。

    活性炭處理含油廢水

含油廢水主要來自石油、化工、機(jī)械加工等行業(yè)。活性炭對(duì)廢水中的油類物質(zhì)有良好的吸附效果，特別是在高濃度含油廢水處理時(shí)，通過預(yù)處理與活性炭吸附相結(jié)合的方法，可以顯著提高處理效果。

    活性炭在污水處理的重要性

    活性炭在污水處理中的應(yīng)用具有重要意義，通過其強(qiáng)大的吸附能力，可以高效去除廢水中的各種污染物，實(shí)現(xiàn)深度凈化。然而，活性炭的使用也需要考慮其成本和預(yù)處理要求，以確保經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，活性炭將發(fā)揮更加重要的作用，為環(huán)境保護(hù)和資源再利用作出更大的貢獻(xiàn)。