活性炭吸附法在污水处理设备中的应用

活性炭吸附法在污水处理设备中的应用

1.介绍

据统计，我国化工废水年消耗量约为8× 108米，其中不仅含有氰化氢等有害成分，还含有铬、锌、镍等金属材料的正离子。废水的方法很多处理，主要有化学沉淀法、电解法、膜法处理。介绍了活性炭吸附法。活性炭表面积大，物理吸附性高。因此，活性炭吸附法被广泛应用于废水处理。具有效率高、效果好的特点。

2.活性碳

活性炭是经过独特解决的一种碳，孔隙多，表面积大。1克活性炭的表面积为500-1500平方米。活性炭有很强的物理吸附和有机化学吸附，也有解毒作用。解毒的实际作用是利用其巨大的总面积，将内毒素吸附在活性炭的微孔板中，从而避免了内毒素的消化吸收。此外，活性炭可以与各种化学物质结合，以防止这些化学物质的消化和吸收。

①活性炭的分类

生产中使用的活性炭有很多种。通常为粉末或颗粒。

粉状活性炭吸附能力强，容易制备，质优价廉，但不能回收，所以一般不能回收。

颗粒活性炭价格昂贵，但再生后可重复使用，工作条件更好，操作管理方便。所以水用的是颗粒活性炭处理。

②活性炭吸附

活性炭吸附是利用活性炭的固体表面来净化水质，吸附水中的一种或多种物质。

③不利于活性炭吸附的因素

吸附量和吸附率是考虑吸附步骤的关键指标值，吸附量是吸附大小的基础。吸附率是指在企业时间内，企业净重的催化剂载体所吸附的化学品的质量。在水中处理，吸附速率决定了废水与吸附剂的接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的直径和结构有关。一般来说，颗粒越小，在孔外的扩散速度越快，活性炭的吸附能力越强。

废水的pH值和温度对活性炭的吸附也是有害的。通常，活性炭在酸性条件下比在碱性条件下具有更高的吸附能力。吸附反应通常是放热的，因此低温有利于吸附反应。

或许活性炭的吸附能力也和废水的浓度有关。在一定温度下，活性炭的过滤能力会随着吸附化学物质平衡浓度的增加而增加。

3.活性炭在污水处理中的应用

由于活性炭对水处理的要求较高，活性炭价格较高，在废水处理中，活性炭的关键是去除污水中的微量分析性空气污染物，达到深度净化的目的。

①活性炭处理含铬废水

它是一种用于镀铬的金属材料，废水中六价铬的pH值不同。

活性炭具有非常发达的微孔结构、高比表面积和很强的物理吸附能力，能有效吸附废水中的Cr (ⅵ)。活性炭表面存在大量的含氧基团，如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等。它们都具有静电吸附作用，对Cr (ⅵ)产生化学吸附。能彻底解决电镀废水中的六价铬，吸附污水达到国家环保标准。

结果表明，当Cr(Vi)浓度为50mg/L，pH=3，吸附时间为1.5h时，Cr(Vi)的吸附性能和去除效率最佳。

因此，活性炭处理含铬废水的处理过程是活性炭物理吸附、化学吸附和化学还原的结果。含铬污水活性炭溶液吸附性能稳定，效率高，实际运行成本低，具有一定的社会和经济效益。

②活性炭处理含氰废水

在工业生产中，湿法提取金银、化纤生产、焦化、合成氨、电镀、制气等行业都要用到氰化物或副产物，因此在生产过程中必须排放一定量的含氰废水。

活性炭用于废水净化已经有相当长的时间了，关于含氰废水处理的报道也越来越多。但由于HCN氯代萘在活性炭上的吸附量较小，一般为3m GCN/活性炭~ 8m cgn/活性炭(视品种而定)，处理不经济。

③活性炭处理含汞废水

活性炭具有吸附汞和含汞化合物的能力，但吸附容量有限，仅适用于汞含量较低的处理废水。当汞浓度较高时，先用有机化学沉淀法溶解，然后将汞溶解到1mg/L左右，浓度较高时，溶解到2-3mg/L，再用活性炭进一步溶解。

④活性炭处理含酚废水

苯酚污水一般来自石油化工厂、环氧树脂加工厂、焦化和炼油工人。经验证明，活性炭对苯酚具有良好的吸附性能，温度升高不利于吸附容量，降低吸附容量。然而，达到吸附平衡的时间缩短了。活性炭用量和吸附时间较好。在酸性和中性标准下，去除率变化不大。在强偏碱标准下，酚类物质的去除率急剧下降。偏碱越强，实际吸附效果越差。

⑤活性炭处理含甲醇废水

活性炭可以吸附工业甲醇，但吸附能力较弱，只适用于工业甲醇含量较低的污水。工程运行结果表明，溶液的COD可由40mg/L降至12mg/l以下，工业甲醇的污泥负荷可达93.16%~100%。水质可根据工业锅炉除盐水系统软件的水质规定考虑。

⑥精炼深度处理

化工厂的含油量污水经过隔油、气浮、生物溶解后，通过砂滤、活性炭过滤器深度解决。废水中苯酚含量从0.1毫克/升(经过生物处理)下降到0.005毫克/升，氰化物从0.19毫克/升下降到0.048毫克/升，COD从85毫克/升下降到18毫克/升

4.前景

随着科学技术的发展和废水处理的要求，对活性炭的科学研究逐渐从其孔结构和堆积密度转向表面官能团不均一性对活性炭过滤性能的危害。

比如近年来活性炭纤维在废水处理方面引起了研究者的关注。其直径一般为5 ~ 20微米，制备原理与传统活性炭相同，即纤维炭在800℃以上用蒸汽或二氧化碳活化。纤维状活性炭的孔结构以微孔为主，中孔很少，几乎没有大孔，比表面积可达2500㎡/g/g，具有吸附和脱附速度快、吸附容量大、导电率高的特点。

实验结果表明，活性炭纤维对苯酚的吸附量为248mg/g，吸附饱和后反复再生吸附量基本相同，吸附特性优于活性炭。室温下，在酸性或中性条件下，向100mL浓度为282mg/L的含酚模拟废水中加入0.5g活性炭纤维，恒温振荡30min，苯酚去除率可达91%。

近年来发现活性炭不仅具有吸附特性，还具有催化反应特性。因此，作为发展趋势的催化反应法越来越受到重视，其科学研究也在逐步推进。为了提高溶液的效率，根据科学研究催化反应的原理，改变活性炭的表面结构，提高活性炭的容量，寻找一种理想化的催化剂载体。

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