技术：活性炭在水处理中实际应用（二）

小魏 · 发表于 2011-6-20 22:44:56

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　　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(Ⅵ).活性炭的表面存在大量的含氧基团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等，它们都有静电吸附功能，对Cr(Ⅵ)产生化学吸附作用。完全可以用于处理电镀废水中的Cr(Ⅵ)，吸附后的废水可达到国家排放标准。
　　试验表明：溶液中Cr(Ⅵ)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(Ⅵ)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(Ⅵ)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(因品种而异)，在处理成本上不合算。
　　3.3活性炭处理含汞废水
　　活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高，可以先用化学沉淀法处理，处理后含汞约1mg/L，高时可达2-3mg/L，然后再用活性炭做进一步的处理。
　　3.4活性炭处理含酚废水
　　含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。经实验证明：活性炭对苯酚的吸附性能好，温度升高不利于吸附，使吸附容量减小；但升高温度达到吸附平衡的时间缩短。活性炭的用量和吸附时间存在最佳值，在酸性和中性条件下，去除率变化不大；强碱性条件下，苯酚去除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。
　　3.5活性炭处理含甲醇废水
　　活性炭可以吸附甲醇，但吸附能力不强，只适宜于处理含甲醇量低的废水。工程运行结果表明，可将混合液的COD从40mg/L降至12mg/L以下，对甲醇的去除率达到93.16%～100%，其出水水质可以满足回用到锅炉脱盐水系统进水的水质要求。
　　3.6炼油厂的深度处理
　　炼油厂含油废水，经隔油，气浮和生物处理后，在经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量从0.1mg/L(经生物处理后)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(简称ACF)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100mL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初始发展阶段。一些有关的理论和技术还不够成熟。而且，在我国，目前活性炭的供应比较紧张，再生设备少，再生费用高，限制了活性炭的广泛使用。不同应用需要不同功能的活性炭。原有的活性炭产品不能满足新的要求，因而不断开发新的活性炭产品就显得十分重要。所以，它需要专业工作者的积极参与和政府的鼎力支持，采取多学科交叉与融合的研究方法，使活性炭处理废水技术向着更加科学美好的方向发展。
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