活性炭處理工業(yè)廢水的應(yīng)用

        1 活性炭的概述

        炭經(jīng)過特殊處理之后就會形成活性炭。有機(jī)原料在無氧的條件下進(jìn)行加熱，這樣能夠有效減少非炭成分，這個(gè)過程稱之為炭化。炭化之后再與氣體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，通過侵蝕其表面機(jī)會產(chǎn)生一種微孔比較發(fā)達(dá)的結(jié)構(gòu)，這個(gè)過程稱之為活化。這個(gè)過程與炭化不同，這是看不到的。由于進(jìn)行的是點(diǎn)狀侵蝕，所以才會使活性炭表面有很多小孔。這些小孔的直徑大約2mm左右。活性炭的表面積很大， 1g的活性炭的表面積可達(dá)500～1000㎡左右?；钚蕴克械膽?yīng)用都離不開這個(gè)特點(diǎn)[1]。其吸附性，指的是其固體表面對水有一種吸附作用，這樣能夠達(dá)到很好的凈水效果。它的吸附能力與其表面的孔的大小有很大關(guān)系。顆粒越小孔的擴(kuò)散就越快。顆粒越大孔的擴(kuò)散就越慢。只有快的擴(kuò)散速度，才會有好的吸附能力。吸附過程是否符合標(biāo)準(zhǔn)，這與吸附的速度還有吸附的能力是有很大關(guān)系的。這兩個(gè)要素衡量吸附過程的好壞。吸附量是決定吸附能力好壞的重要指標(biāo)之一。吸附速度是指單位時(shí)間內(nèi)單位重量的吸附劑所吸附的量。在水處理中，吸附速度決定了吸附劑與污水的接觸時(shí)間[2]。

        2 活性炭處理工業(yè)廢水的應(yīng)用概況分析

        我國淡水資源是比較稀缺的，日常飲用到的不僅有淡水湖的水資源，還有地下水，但是同樣嚴(yán)重的問題就是我國對水資源的浪費(fèi)現(xiàn)象是日益的顯著，并且伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市現(xiàn)代建設(shè)的推動，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)λY源的利用越來越多，存在對水資源的浪費(fèi)和工業(yè)廢水對環(huán)境的污染現(xiàn)象。所以就目前形勢來看，要積極的響應(yīng)國家的號召，加強(qiáng)對工業(yè)廢水處理的管理。通過對相關(guān)工業(yè)的調(diào)查顯示，在我國平均每年廢水的排出量為8×10 8m3，并且廢水中參雜了很多有毒物質(zhì)，比如氰化物、氯酚等，同時(shí)存在著大量的金屬離子，對環(huán)境的影響都是很巨大的。大多數(shù)工業(yè)企業(yè)對廢水處理最常用的方法是沉淀法、電解法和膜處理法等，但是對廢水處理效果最好的還是活性炭處理法。因?yàn)樘孔陨砭陀泻軓?qiáng)的吸附能力，在實(shí)際實(shí)踐中取得了多次成效。

        3 工業(yè)廢水處理中的活性炭分類、吸附以及影響活性炭吸附的因素

        （1）活性炭的分類。運(yùn)用到工業(yè)廢水處理的活性炭的分類有很多種，最為普遍的就是粉末狀或者是顆粒狀的活性炭。粉末狀的活性炭由于體積較小，從而使得自身與廢水的接觸面積更大，所以其吸附效果是最佳的。雖然粉末狀的活性炭制作起來相對簡單，且成本較低，但是其使用特性為一次性，不可以回收并投放使用[3]。相對來說，顆粒狀的活性炭在制作方面就相對復(fù)雜，并且其生產(chǎn)成本也較高，但唯一的優(yōu)勢在于可以再次回收使用。由于是顆粒狀態(tài)存在，所以操作管理起來就比較方便。在活性炭處理工業(yè)廢水的作業(yè)中，被廣泛認(rèn)可的是顆粒狀活性炭。

        （2）活性炭吸附。活性炭具有一定的吸附能力，能夠?qū)U水中的一種或者多種以上的其他物質(zhì)進(jìn)行吸附，以達(dá)到除去廢水中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)清潔水質(zhì)的效果。

        （3）影響活性炭吸附的因素。在對廢水進(jìn)行處理時(shí)，處理程度最終取決于活性炭在廢水中的吸附能力和吸附雜質(zhì)的效率?；钚蕴课侥芰Φ呐袛鄻?biāo)準(zhǔn)就是以對廢水中雜質(zhì)的吸附的量來決定的，吸附效率則是單位體積的活性炭對廢水雜質(zhì)的單位吸附量所用的時(shí)間。首先就是活性炭的單位體積對吸附的影響，在對工業(yè)廢水進(jìn)行處理工作時(shí)，通常情況下，活性炭單位體積的大小直接決定了其吸附能力的大小。由于活性炭表面存在很多的空隙，體積小的活性炭其對應(yīng)的空隙變化的速度就會加強(qiáng)，所以吸附能力就強(qiáng)。

        其次就是廢水中的酸堿值和水溫對活性炭吸附工作的影響。工業(yè)廢水在PH值小于7的情況下，呈酸性，活性炭在酸性的條件下更有利于吸附?？紤]到活性炭在吸附時(shí)的物理反應(yīng)為放熱，如果外界環(huán)境的溫度較低，就會有利于提高活性炭吸附效果。最后就是廢水的濃度對活性炭的吸附影響，在其他條件穩(wěn)定的情況下，活性炭的吸附能力隨廢水濃度的升高而升高[4]。

        4 活性炭在污水處理中的應(yīng)用

        綜合考慮活性炭的成本和處理標(biāo)準(zhǔn)的問題，所以在對工業(yè)廢水進(jìn)行活性炭吸附處理時(shí)，主要是吸附排除掉僅有的微量雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。以下內(nèi)容則是對活性炭在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。（1）活性炭處理含鉻廢水 ?；钚蕴繉t廢水的處理。鉻是以離子形式大量存在與工業(yè)廢水中的一種金屬元素，其化學(xué)價(jià)為正六價(jià)，但是其存在方式是由廢水的酸堿值決定的?；钚蕴康慕Y(jié)構(gòu)很復(fù)雜，利用其較強(qiáng)的吸附性，能夠充分有效吸附廢水中的鉻離子。利用到物理、化學(xué)等綜合處理效果，對廢水中的鉻進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)凈化廢水的最佳效果。（2）活性炭處理含氰廢水。在工業(yè)生產(chǎn)排放出的廢水中，都存在一定濃度的含氰物質(zhì)或者副產(chǎn)氰化物。在全國范圍內(nèi)的工業(yè)廢水處理中，運(yùn)用活性炭對含氰廢水的處理已經(jīng)越來越廣泛，但是在廢水中仍有少量的氰根和氰化氫，且成本也相對較高。

        5 活性炭處理工業(yè)廢水的應(yīng)用遠(yuǎn)景

        運(yùn)用到工業(yè)廢水處理的活性炭處理技術(shù)已經(jīng)越來越被重視，并且隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步展開了研究。就活性炭處理工業(yè)廢水問題，對活性炭的研究，從其自身的表面結(jié)構(gòu)，逐步改善為對表面官能團(tuán)活躍性的研究，分析出官能團(tuán)對活性炭的吸附能力的影響。最近對炭元素的研究出現(xiàn)了活性炭纖維物質(zhì)，其物理特點(diǎn)與傳統(tǒng)的活性炭大致相同，直接大約為5～20μm；但是與傳統(tǒng)活性炭不同的是，活性炭纖維具有較強(qiáng)的耐溫性。作為在傳統(tǒng)活性炭基礎(chǔ)上研發(fā)出來的新型吸附劑，具備吸附效率高、能力強(qiáng)和可再生等優(yōu)勢，更夠有效的處理傳統(tǒng)活性炭未能處理的廢水，操作簡單，成本相對較低，可以充分實(shí)現(xiàn)對廢水的處理效果。用一定的方法去處理活性炭，讓其表面官能團(tuán)性質(zhì)與數(shù)量改變，這個(gè)叫做活性炭的改性。各種改性活性炭根據(jù)其處理方式不同而不同。比如說，以去除有機(jī)污染物為主要目的的活性炭其改性表面的研究方向就是：減少表面內(nèi)酯基及羧基等含氧官能團(tuán)的含量，增加活性炭表面的疏水性。

        6 結(jié)束語

        根據(jù)上文的分析與研究可知我國現(xiàn)階段的活性炭處理工業(yè)廢水技術(shù)尚未完善，有些相關(guān)的理論和技術(shù)要求都有待提高。除此之外還有我國對工業(yè)廢水處理的活性炭的提供量日益緊張，生產(chǎn)設(shè)備少，且生產(chǎn)成本越來越高，這一系列因素限制了活性炭處理技術(shù)的發(fā)展。與一些發(fā)達(dá)國家之間的差距還是很大的。應(yīng)針對不同處理要求的廢水，對活性炭的功能進(jìn)行創(chuàng)新，加大對相關(guān)技術(shù)理論的研究，確?；钚蕴刻幚砉I(yè)廢水技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。進(jìn)而為我國的活性炭處理廢水工作貢獻(xiàn)一份力量。