活性炭在水處理中的應(yīng)用方法

摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，生態(tài)環(huán)境破壞也越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是水污染問(wèn)題逐漸受到人們廣泛的關(guān)注。在對(duì)污水的處理過(guò)程中，通過(guò)實(shí)踐研究，使用活性炭物質(zhì)進(jìn)行水處理，可以有效的提高水資源的利用效率，減少污染。在活性炭應(yīng)用中，具有較多的處理方法，包括吸附法、電解法以及聯(lián)用法等，可以顯著提高水處理效果。本文就活性炭在水處理中的作用進(jìn)行分析，對(duì)其應(yīng)用方法進(jìn)行探索，以便提高水資源的利用效率。

目前，我國(guó)水污染比較嚴(yán)重，尤其是飲用水水源污染逐漸影響到人們的生活質(zhì)量，水中含有的污染物質(zhì)種類(lèi)與數(shù)量都在逐漸增加，污染成分日益復(fù)雜多樣，如果只采用簡(jiǎn)單的、常規(guī)的水處理方法無(wú)法滿(mǎn)足其要求，需要對(duì)污染水進(jìn)行深層次的處理。因此，活性炭在水處理中的作用與重要性越來(lái)越突顯出來(lái)，并廣泛受到關(guān)注，其具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)以及特異性表面特征，其吸附性較強(qiáng)，同時(shí)，具備較強(qiáng)的氧化還原性能以及電性能。另外，活性炭與其他材料相結(jié)合應(yīng)用，可以將其作為催化劑以及生物載體，在水處理中具有較強(qiáng)的作用。通過(guò)對(duì)活性炭在水處理的應(yīng)用方法、實(shí)際情況以及發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行分析，可以有效的促進(jìn)環(huán)保行業(yè)的良性發(fā)展。

1.活性炭在水處理中的作用

活性炭是一種人造材料，是由碳元素組成的，通過(guò)高溫炭化以及活化制作出來(lái)的疏水性吸附劑，具有大量的微孔，巨大的表面積，對(duì)臭味、色素具有較強(qiáng)的去除作用。同時(shí)，可以有效的去除二級(jí)出水中大量的污染物以及部分無(wú)機(jī)物質(zhì)，對(duì)有毒性重金屬也具有一定的去除功能。

在凈化給水方面，對(duì)合成的洗滌劑具有較強(qiáng)的吸附功能，通過(guò)采用活性炭可以有效的去除水中大部分有機(jī)物以及難以分解的氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑。另外，由于活性炭具有去除水中游離氯、錫、汞、鉻等重金屬，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，因此，通常被廣泛應(yīng)用于家庭用水、飲用水的凈化處理中。

同時(shí)，在廢水處理過(guò)程中，活性炭是其中重要的一道工序。在石油化工與印染類(lèi)型的污水處理中，活性炭可以用于二級(jí)處理組合系統(tǒng)。在制藥廢水中，由于藥物品種多樣，廢水成分比較復(fù)雜，其廢水處理方法也不盡相同，一般情況下需要將集中處理方法聯(lián)合起來(lái)，而活性炭在聯(lián)合應(yīng)用中處于重要角色。

2.活性炭在水處理中的應(yīng)用方法

2.1活性炭吸附法的應(yīng)用

在利用活性炭吸附法處理廢水的時(shí)候，主要是通過(guò)多孔固體表面的特點(diǎn)來(lái)完成的，主要吸附去除污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)與有毒物質(zhì)，從而使得廢水凈化。在活性炭中，對(duì)500-1000范圍內(nèi)分子量中的有機(jī)物具有較強(qiáng)的吸附作用，同時(shí)，對(duì)有機(jī)物吸附的時(shí)候，受到孔徑分布與有機(jī)物特點(diǎn)的影響。相同大小的有機(jī)物，溶解度越大，親水性就越強(qiáng)，而活性炭對(duì)其吸附性越差。相反，溶解度越小，親水性較差，針對(duì)極性弱的有機(jī)物，如：酚類(lèi)化合物、苯類(lèi)化合物等，具有較好的吸附效果。

在水處理中，活性炭吸附方法主要包括固定床吸附、接觸吸附、移動(dòng)床吸附以及流動(dòng)床吸附幾種類(lèi)型。針對(duì)顆粒狀活性炭可以使用固定床吸附方式，粉末狀活性炭應(yīng)采用流動(dòng)床吸附法。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，還需要根據(jù)實(shí)際采用吸附方式或者采取多種方式聯(lián)合使用，以便達(dá)到較佳吸附效果。

通常在飲用水凈化處理、含酚廢水處理、染料廢水處理、含氰廢水處理、煉油廢水處理、多氯聯(lián)苯廢水處理等廢水處理中會(huì)采用活性炭吸附法處理。

2.2活性炭電解法的應(yīng)用

在廢水處理中，通過(guò)利用活性炭的導(dǎo)電性，可以將其作為電極，通過(guò)其吸附功能進(jìn)行優(yōu)先處理，之后通過(guò)其電解性能進(jìn)行氧化降解處理，以便去除污染物質(zhì)，在處理的過(guò)程中，主要是自由基反應(yīng)與絮凝反應(yīng)相互結(jié)合形成的過(guò)程。

活性炭多維電極法與單純活性炭吸附方法比較，能夠明顯的提高極性有機(jī)物的去除率，尤其是針對(duì)水中腐殖酸與高錳酸鉀指數(shù)的去除效果較好。

同時(shí)，活性炭的固定床電解槽技術(shù)也普遍運(yùn)用在廢水處理過(guò)程中，在電解槽內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電性能較好的活性炭，并將其作為陽(yáng)極，利用活性炭巨大表面積與腔吸附能力對(duì)污染物進(jìn)行有效的去除，之后通過(guò)陽(yáng)極氧化性產(chǎn)物氧化，可以氧化成為無(wú)害物質(zhì)。其中活性炭較強(qiáng)的吸附能力，可以顯著提高氧化產(chǎn)物的利用效果，并且能夠在相同的條件下節(jié)約電耗30-40%左右。

2.3活性炭與膜聯(lián)用

在廢水的處理過(guò)程中，將活性炭與膜聯(lián)用，可以有效的處理單純使用膜過(guò)濾剩余下來(lái)的膜阻塞與膜污染問(wèn)題，通過(guò)使用活性炭對(duì)廢水進(jìn)行必要的預(yù)處理之后，可以有效的減少?gòu)U水中的無(wú)機(jī)物與有機(jī)物以及微生物等物質(zhì)，減少在膜表面的沉積，以便延長(zhǎng)膜的使用期限。同時(shí)，在活性炭應(yīng)用的情況下，聯(lián)合膜處理廢水可以有效地彌補(bǔ)單純使用活性炭的缺點(diǎn)，能夠更好的解決活性炭處理水的過(guò)程中存在細(xì)菌數(shù)量偏高的問(wèn)題。

相關(guān)研究人員研究表明，在使用活性炭吸附聯(lián)合超濾膜使用的時(shí)候，能夠有效的去除廢水中的高錳酸鉀指數(shù)、大腸桿菌、濁度、消毒副產(chǎn)物等。通過(guò)活性炭聯(lián)合納濾膜技術(shù)，可以有效的去除飲用水中的有機(jī)碳等致突變物，確保飲用水的生物穩(wěn)定性與安全性。

2.4活性炭與TiO2聯(lián)合應(yīng)用

TiO2主要是光催化劑，對(duì)脫臭、超親水性以及防污處理方面具有較好的作用。在單純使用活性炭處理廢水的時(shí)候，由于活性炭會(huì)加速污染物質(zhì)向TiO2表面轉(zhuǎn)移以及降解產(chǎn)物從其表面脫離，因此，需要將活性炭與TiO2聯(lián)合應(yīng)用，以便有效提高TiO2的光降解能力，加速光降解反應(yīng)，以便確保其具有較強(qiáng)的催化活性與吸附作用。通過(guò)將TiO2與線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂混合磨碎，通過(guò)炭化與活化處理后，可以制成TiO2-酚醛活性炭光催化復(fù)合材料，針對(duì)含酚廢水的處理具有較強(qiáng)的光分解與吸附作用。

2.5活性炭與高錳酸鉀聯(lián)合應(yīng)用

在為污染水源處理中會(huì)采用到活性炭聯(lián)合高錳酸鉀工藝，可以有效降解有機(jī)物，去除臭味、色素。同時(shí)，可以顯著降低濁度，節(jié)約礬耗。相關(guān)研究表明，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)氧化與混合池中加入粉末狀活性炭，可以對(duì)低溫微污染物進(jìn)行有效處理，尤其是針對(duì)水中大腸桿菌、細(xì)菌、總鐵、總錳等具有較好的去除效果。

3.總結(jié)

活性炭具有較強(qiáng)的吸附作用，在各種類(lèi)型的廢水處理中均發(fā)揮出重要的作用。近年來(lái)，隨著對(duì)活性炭用途的不斷研發(fā)與探究，不僅在傳統(tǒng)的發(fā)酵、制糖、輕工業(yè)、醫(yī)藥、食品、冶金等領(lǐng)域中得到較好的應(yīng)用，并且在新興的環(huán)保、凈化水、電子信息、空氣分離、生物工程、納米材料等高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大，其發(fā)展前景叫廣闊。尤其是在今后的環(huán)保行業(yè)中期作用將會(huì)越來(lái)越突出，通過(guò)對(duì)其水處理中的應(yīng)用方法進(jìn)行不斷的探索，不斷研發(fā)出新的聯(lián)合用法，可以有效促進(jìn)環(huán)保行業(yè)的快速發(fā)展，更好的解決水污染問(wèn)題。