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摘要：本文作者主要介绍了活性炭吸附法在工业废水处理中的应用，供大家参考。
关键词：工业废水；处理方法；分析
中图分类号：[TE992.2] 文献标识码：A 文章编号：
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。
工业废水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。
1 活性炭的概述
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500-1500m2。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,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。
1.1 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。
1.2 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的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。
1.3 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。
2 活性炭的吸附机理
活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成空隙，形成许多形状各异的细孔。其孔隙占活性炭总体积的70%～80%，每克活性炭的表面积可高达500～1700平方米，但99.9％都在多孔结构的内部。活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积。活性炭的孔隙大小分布很宽，从 10-1nm到104nm以上，一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。在吸附过程中，真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。活性炭的全部比表面几乎都是微孔构成的，粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用，但它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。
研究表明：在吸附过程中发生溶质由溶剂向活性炭吸附剂表面的质量传递，推动力可以是溶质的疏水特性或溶质对吸附剂表面的亲和性，或两者均存在。在水处理中通过活性炭吸附而被去除的物质一般为兼有疏水基团与亲水基团的有机化合物。溶质对吸附剂表面的亲和力可分为两类：一类是溶质在溶剂中的溶解度；另一类则是溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。严格地说，活性炭吸附是一个很复杂的过程。它是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、交换吸附以及氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。
3 活性炭吸附法在工业废水处理中的应用
3.1活性炭吸附法对含油污水的处理
石油及其产业的迅速发展，使油污染成为一种常见的污染，严重的影响了环境和生态的平衡。由于石油开采、石油贮运、石油炼制、石油化工、车辆清洗等过程都会产生含有污水，导致含油污水的产量逐渐增多，而且涉及范围广泛。当今对含油污水的处理已经有很多方法，包括重力分离法、粗粒化法、过滤法、超声波法、吸附法等，新的处理方法还在不断的研发中。
吸附法是利用一些亲油性的材料对水中的溶解油和其他溶解性有机物进行吸附的方法。由于含油污水的处理方法较多，而活性炭相对来说成本较高，且活性炭对油的吸附量有限，所以，在含油污水处理中，活性炭吸附法一般用作多级处理的最后一级，来去除废水中的微量污染物，进行水的深度净化处理，处理后的水含油量难度可以降到0.1～0.2mg/L。
3.2 活性炭吸附法对染料废水的处理
纺织印染工业是我国的传统支柱产业之一，在新时期也获得了快速的发展。但印染污水的排放量也在逐渐增加，据不完全统计，我国印染污水的日排放量为3000～4000kt，印染厂每加工100m织物，就会产生3～5t的废水。印染废水具有充分复杂、色度深、浓度大、COD和BOD值较高、水质变化大等特点，处理起来比较困难。活性炭吸附法是利用活性炭的多孔性对废水中的污染物进行吸附，以达到净化印染废水的目的，它能够有效地去除废水的色度和COD与BOD。
印染废水的处理方法很多，主要有氧化、生物降解、絮凝、膜分离、吸附等，这些方法各有优点和缺点。活性炭处理印染废水癌国内外都有研究，但由于印染废水处理难度大，单独使用活性炭进行印染废水处理的使用和研究都很少，大多是和其他工艺耦合，将活性炭作为载体和催化剂或者是将其用于深度處理，以更好的对印染废水进行净化和脱色。
3.3 活性炭吸附法对重金属废水的处理
活性炭对重金属离子的吸附，除了表面积大，发达的孔隙和较大的空容量外，由于活性炭表面稳定且可调控、可改变的含氧和含氮官能团的存在对重金属例子的化学吸附，是决定活性炭吸附重金属离子多少的关键因素。
4 活性炭的研究进展及其发展前景
科技的进步和废水处理的需求，让活性炭的研究工作从活性炭本身的表面积和微孔结构发展到了对活性炭表面官能团对活性炭的化学吸附作用的影响。主要包括对活性炭与膜联用处理废水、活性炭作为催化剂的载体及活性炭的改性的研究。
由于国内外对活性炭的生产和应用都比较晚，对活性炭的研究还要加深才能充分的发挥其在工业废水处理中的作用。我国目前活性炭的供应比较紧张，活性炭的再生设备少、技术不高、费用高等情况限制了活性炭的使用。
对活性炭的再生问题加以解决，开发新的活性炭产品以应用到不同的处理工艺中，是当前要解决的问题。
5 结束语
活性炭作为一种表面积大、吸附能力强的低成本吸附剂，被广泛的应用在工业废水的处理中。随着社会的发展与进步，重视活性炭吸附法的应用对于现实生活中具有重要的意义。
参考文献：
[1] 兰淑澄.活性炭水处理[M].北京:中国环境科学出版社, 2007.
[2] 许保玖,龙腾瑞.当代给水与废水处理原理[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3] 许静,黄肖容,等.活性炭水处理技术及其再生方法[J].广东化工,2011，（2）,
[4] 李增新,孟韵,王犇.活性炭纤维用于苦卤脱色的研究[J].无机盐工业, 2009，（8）.
[5] 叶劲,刘恒,肖克艰.粉末活性炭处理微污染水源水的研究[J].城镇供水, 2010，（3）.
关键词：工业废水；处理方法；分析
中图分类号：[TE992.2] 文献标识码：A 文章编号：
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。
工业废水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。
1 活性炭的概述
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500-1500m2。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,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。
1.1 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。
1.2 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的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。
1.3 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。
2 活性炭的吸附机理
活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成空隙，形成许多形状各异的细孔。其孔隙占活性炭总体积的70%～80%，每克活性炭的表面积可高达500～1700平方米，但99.9％都在多孔结构的内部。活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积。活性炭的孔隙大小分布很宽，从 10-1nm到104nm以上，一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。在吸附过程中，真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。活性炭的全部比表面几乎都是微孔构成的，粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用，但它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。
研究表明：在吸附过程中发生溶质由溶剂向活性炭吸附剂表面的质量传递，推动力可以是溶质的疏水特性或溶质对吸附剂表面的亲和性，或两者均存在。在水处理中通过活性炭吸附而被去除的物质一般为兼有疏水基团与亲水基团的有机化合物。溶质对吸附剂表面的亲和力可分为两类：一类是溶质在溶剂中的溶解度；另一类则是溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。严格地说，活性炭吸附是一个很复杂的过程。它是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、交换吸附以及氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。
3 活性炭吸附法在工业废水处理中的应用
3.1活性炭吸附法对含油污水的处理
石油及其产业的迅速发展，使油污染成为一种常见的污染，严重的影响了环境和生态的平衡。由于石油开采、石油贮运、石油炼制、石油化工、车辆清洗等过程都会产生含有污水，导致含油污水的产量逐渐增多，而且涉及范围广泛。当今对含油污水的处理已经有很多方法，包括重力分离法、粗粒化法、过滤法、超声波法、吸附法等，新的处理方法还在不断的研发中。
吸附法是利用一些亲油性的材料对水中的溶解油和其他溶解性有机物进行吸附的方法。由于含油污水的处理方法较多，而活性炭相对来说成本较高，且活性炭对油的吸附量有限，所以，在含油污水处理中，活性炭吸附法一般用作多级处理的最后一级，来去除废水中的微量污染物，进行水的深度净化处理，处理后的水含油量难度可以降到0.1～0.2mg/L。
3.2 活性炭吸附法对染料废水的处理
纺织印染工业是我国的传统支柱产业之一，在新时期也获得了快速的发展。但印染污水的排放量也在逐渐增加，据不完全统计，我国印染污水的日排放量为3000～4000kt，印染厂每加工100m织物，就会产生3～5t的废水。印染废水具有充分复杂、色度深、浓度大、COD和BOD值较高、水质变化大等特点，处理起来比较困难。活性炭吸附法是利用活性炭的多孔性对废水中的污染物进行吸附，以达到净化印染废水的目的，它能够有效地去除废水的色度和COD与BOD。
印染废水的处理方法很多，主要有氧化、生物降解、絮凝、膜分离、吸附等，这些方法各有优点和缺点。活性炭处理印染废水癌国内外都有研究，但由于印染废水处理难度大，单独使用活性炭进行印染废水处理的使用和研究都很少，大多是和其他工艺耦合，将活性炭作为载体和催化剂或者是将其用于深度處理，以更好的对印染废水进行净化和脱色。
3.3 活性炭吸附法对重金属废水的处理
活性炭对重金属离子的吸附，除了表面积大，发达的孔隙和较大的空容量外，由于活性炭表面稳定且可调控、可改变的含氧和含氮官能团的存在对重金属例子的化学吸附，是决定活性炭吸附重金属离子多少的关键因素。
4 活性炭的研究进展及其发展前景
科技的进步和废水处理的需求，让活性炭的研究工作从活性炭本身的表面积和微孔结构发展到了对活性炭表面官能团对活性炭的化学吸附作用的影响。主要包括对活性炭与膜联用处理废水、活性炭作为催化剂的载体及活性炭的改性的研究。
由于国内外对活性炭的生产和应用都比较晚，对活性炭的研究还要加深才能充分的发挥其在工业废水处理中的作用。我国目前活性炭的供应比较紧张，活性炭的再生设备少、技术不高、费用高等情况限制了活性炭的使用。
对活性炭的再生问题加以解决，开发新的活性炭产品以应用到不同的处理工艺中，是当前要解决的问题。
5 结束语
活性炭作为一种表面积大、吸附能力强的低成本吸附剂，被广泛的应用在工业废水的处理中。随着社会的发展与进步，重视活性炭吸附法的应用对于现实生活中具有重要的意义。
参考文献：
[1] 兰淑澄.活性炭水处理[M].北京:中国环境科学出版社, 2007.
[2] 许保玖,龙腾瑞.当代给水与废水处理原理[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3] 许静,黄肖容,等.活性炭水处理技术及其再生方法[J].广东化工,2011，（2）,
[4] 李增新,孟韵,王犇.活性炭纤维用于苦卤脱色的研究[J].无机盐工业, 2009，（8）.
[5] 叶劲,刘恒,肖克艰.粉末活性炭处理微污染水源水的研究[J].城镇供水, 2010，（3）.