摘要：水體的有機(jī)污染隨著我國工業(yè)化的發(fā)展在不斷的加劇，對有機(jī)污染物采取有效的去除措施一直是污水處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，苯酚廢水的處理就是其中之一。活性炭在對有機(jī)污染物的去除方面應(yīng)用較多，但也常常存在吸附率低下等問題。而通過對活性炭的改性可以在一定程度上改變其表面圍觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其吸附性能。本文通過對活性炭改性方法的研究，總結(jié)了酸性改性、堿性改性、金屬離子改性以及Fenton改性活性炭的研究方法，為研究苯酚廢水的處理提供了幫助。
1、含酚廢水的危害
含酚廢水是一種很典型并且廣泛存在工業(yè)有機(jī)廢水，其主要來自于煤氣、煉油、焦化以及苯酚或酚、醛為原料的制藥、化工等生產(chǎn)過程。苯酚屬于毒性較強(qiáng)的化學(xué)危險(xiǎn)品，可被呼吸道、皮膚以及消化道所吸收，人體攝入一定量的苯酚就會(huì)出現(xiàn)急性中毒癥狀。苯酚能與人體或者是生物活體的蛋白質(zhì)相結(jié)合并使其變性，導(dǎo)致人體組織損傷甚至壞死，引起生物的中毒。苯酚其數(shù)量之大、來源之廣、危害之嚴(yán)重，已經(jīng)被列入各國水污染控制中主要解決的有毒有害廢水。酚類化合物作為一種典型的耐久性有機(jī)污染物，其污染和治理技術(shù)都應(yīng)該得到廣泛的關(guān)注。
2、含酚廢水的處理現(xiàn)狀
目前用于治理苯酚的技術(shù)主要有吸附技術(shù)、生物降解技術(shù)、光催化降解技術(shù)等方法，較為常見的有生物處理法和活性炭吸附法。采用生物處理法處理苯酚廢水，在處理前需要先進(jìn)行一些必要的預(yù)處理工作，同時(shí)要提供適合微生物生長的條件。在這些方法中，吸附法操作更為簡便、成本更為低廉而受到人們的關(guān)注，此種方法尤其適合于低濃度有機(jī)污染物的處理。在吸附法處理苯酚廢水的過程中，吸附劑的選擇是核心問題。而活性炭和其他吸附劑相比具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，所以活性炭更加適用于吸附相對分子量在45~130之間的低濃度的有機(jī)物�；钚蕴磕壳氨徽J(rèn)為是吸附法處理苯酚廢水的主要的吸附劑之一。
近些年來，人們試圖利用對活性炭的表面進(jìn)行改性，來增加其對污染物的吸附性能，國內(nèi)外也取得了一定的進(jìn)展。
3、活性炭改性的意義
活性炭一般是包括煤、石油或?yàn)r青等物質(zhì)在內(nèi)的一種有機(jī)物質(zhì)，把這些物質(zhì)經(jīng)過碳化、活化等工藝制成一種孔隙比較發(fā)達(dá)、以炭作為骨架結(jié)構(gòu)的黑色固體物質(zhì)，其主要化學(xué)成分是碳元素，另外還含有少量的氮、氫、氧等�；钚蕴繉儆谝环N多孔的固體吸附劑，具有比較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，耐熱耐酸堿性能好，吸附容量較大，吸附速度快，飽和后能夠再生等優(yōu)點(diǎn)，能夠吸附各種有機(jī)物和無機(jī)物�；钚蕴康膬�(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它不像石墨、金剛石那樣碳原子按一定的格局規(guī)律排列，也不像一般含碳物質(zhì)那樣含有多種復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)�；钚蕴坑兄嫶蟮姆肿咏Y(jié)構(gòu)，具有其自身獨(dú)特的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，這些特征決定了活性炭成為一種優(yōu)良的吸附材料，也決定了活性炭的基本性質(zhì)、性能和使用效果。
活性炭除了比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)外，他的表面化學(xué)性質(zhì)起著更為重要的作用，其表面化學(xué)性質(zhì)決定了活性炭的化學(xué)吸附性能�；瘜W(xué)性能主要是由其表面的化學(xué)官能團(tuán)、化合物和表面雜原子確定的，不同的表面官能團(tuán)、化合物和雜原子對不同的吸附質(zhì)有著非常明顯的吸附能力的差別�；瘜W(xué)性質(zhì)的不同會(huì)影響到活性炭的酸堿性、濕潤性、催化特性、吸附選擇性、電性質(zhì)等。所以，對活性炭表面進(jìn)行化學(xué)改性，從而改變其表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使活性炭吸附針對某一類物質(zhì)更具有選擇性，具有深刻的意義。
4、改性活性炭處理含酚廢水的應(yīng)用研究
活性炭改性的目的是通過改變活性炭表面官能團(tuán)的類別和數(shù)量，來增強(qiáng)活性炭對特定吸附質(zhì)的吸附能力。如何使目標(biāo)物質(zhì)（即所要吸附的原子、分子或離子）與活性炭之間的吸附處于優(yōu)勢地位，是提高活性炭吸附效率的關(guān)鍵，這就需要對活性炭進(jìn)行有目的、有針對性的改性。
4.1酸性改性活性炭
用酸對活性炭進(jìn)行改性，主要是利用酸的強(qiáng)氧化性對活性炭表面進(jìn)行處理，以提高活性炭中酸性集團(tuán)的含量，從而增強(qiáng)對極性物質(zhì)的吸附能力。一般情況下活性炭屬于非極性物質(zhì)，由于它屬于疏水性，所以可以在水溶液中有效的吸附各種非極性的有機(jī)物，但是對于溶液中具有一定極性的親水性的溶質(zhì)的吸附來說就比較困難了。
4.2堿性改性活性炭
活性炭的改性采用濃度為10%的氨水，經(jīng)研究表明，活性炭經(jīng)過改性后，在活性炭的表面處出現(xiàn)了多處塌陷，原來的孔隙結(jié)構(gòu)遭到堿性試劑的破壞，暴露出了更多的內(nèi)部構(gòu)造，從而表面積有所增加，吸附能力增強(qiáng)。與未改性活性炭相比，用氨水改性活性炭，大大的提高了對苯酚的去除率，去除過程，主要分為以下幾個(gè)階段：第一階段為快速吸附過程，第二過程為減速吸附過程，終達(dá)到平衡。利用氨水對活性炭進(jìn)行改性，使活性炭表面結(jié)構(gòu)和表面的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變，加大了對苯酚的去除率。
4.3金屬離子改性活性炭
金屬離子改性活性炭指的是使活性炭表面負(fù)載金屬離子，通過活性炭的還原性和吸附性，使金屬離子在活性炭表面上達(dá)到優(yōu)先吸附，然后再利用活性炭的還原性質(zhì)，將金屬離子還原成低價(jià)態(tài)的離子或單質(zhì)，由于金屬離子與吸附物之間具有較強(qiáng)的結(jié)合力，從而增加了活性炭對被吸附物質(zhì)的吸附性能。目前常用的負(fù)載金屬離子有銅離子和鐵離子等。
4.4 Fenton改性活性炭
Fenton試劑是近幾十年新興起來的水處理技術(shù)，相比于其他氧化技術(shù)，因?yàn)榉磻?yīng)過程簡單、快速、可產(chǎn)生絮凝而倍受人們的青睞。Fenton試劑法首先在體系中迅速產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基，羥基自由基可以通過親電加成、電子轉(zhuǎn)移、脫氫反應(yīng)等途徑與水中的有機(jī)污染物發(fā)生反應(yīng)形成進(jìn)一步氧化的反應(yīng)中間體；如對苯二酚、1,4-苯醌、脂肪類羧酸等，再進(jìn)一步反應(yīng)后礦化成二氧化碳和水，以達(dá)到污染物快速去除的目的。
5、結(jié)語
酚類化合物是重要的化工原料和中間體，他也是許多工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，含酚廢水在我國水污染控制中被列為重點(diǎn)解決的有害廢水之一�；钚蕴坷闷漭^大的比表面積和各種活性基團(tuán)成為了苯酚廢水的主要處理方法。經(jīng)過改性的活性炭，通過調(diào)整活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，對表面集團(tuán)進(jìn)行改性，從而提高了其特殊性能和特定的吸附與催化性能，改變了對苯酚廢水的處理效果，大大提高了對苯酚廢水的處理效率。