前言
　　我國(guó)是水資源嚴(yán)重緊缺同時(shí)又是水資源嚴(yán)重浪費(fèi)的國(guó)家，而隨著城市化進(jìn)程的加快，城市工業(yè)廢水和生活廢水污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，加強(qiáng)污水處理特別是工業(yè)廢水的處理顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年排出的工業(yè)廢水約為８×１０８ｍ３，其中不僅含有氰化物、氯酚等劇毒成分，而且含有鉻、鋅、鎳等金屬離子。廢水的處理方法很多，主要有化學(xué)沉淀法、電解法和膜處理法等［１］，本文介紹的是活性炭吸附法。活性炭的表面積巨大，有很高的物理吸附和化學(xué)吸附功能，因此活性炭吸附法被廣泛應(yīng)用在廢水處理中，而且具有效率高，效果好等特點(diǎn)。
　?。玻钚蕴炕钚蕴渴且环N經(jīng)特殊處理的炭，具有無(wú)數(shù)細(xì)小孔隙，表面積巨大，每克活性炭的表面積為５００－１５００ｍ２。活性炭有很強(qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能，而且還具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面積，將毒物吸附在活性炭的微孔中，從而阻止毒物的吸收。同時(shí)，活性炭能與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，從而阻止這些物質(zhì)的吸收。２．１活性炭的分類在生產(chǎn)中應(yīng)用的活性炭種類有很多，一般制成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強(qiáng)，制備容易，價(jià)格較低，但再生困難，一般不能重復(fù)使用。顆粒狀的活性炭?jī)r(jià)格較貴，但可再生后重復(fù)使用，并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好，操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭［２］。２．２活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對(duì)水中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。２．３影響活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附過(guò)程的主要指標(biāo)［３］。吸附能力的大小是用吸附量來(lái)衡量的，而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量。在水處理中，吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸時(shí)間。活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。污水的ｐＨ值和溫度對(duì)活性炭的吸附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量［４］。吸附反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，因此溫度低對(duì)吸附反應(yīng)有利。當(dāng)然，活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)。在一定的溫度下，活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高。
　?。常钚蕴吭谖鬯幚碇械膽?yīng)用
　　由于活性炭對(duì)水的預(yù)處理要求高，而且活性炭的價(jià)格昂貴，因此在廢水處理中，活性炭主要用來(lái)去除廢水中的微量污染物，以達(dá)到深度凈化的目的。３．１活性炭處理含鉻廢水鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料，在廢水中六價(jià)鉻隨ｐＨ值的不同分別以不同的形式存在?；钚蕴坑蟹浅０l(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，具有極強(qiáng)的物理吸附能力，能有效地吸附廢水中的鉻。活性炭的表面存在大量的含氧基團(tuán)如羥基（－ＯＨ）、羧基（－ＣＯＯＨ）等，它們都有靜電吸附功能，對(duì)鉻產(chǎn)生化學(xué)吸附作用?？梢杂糜谔幚黼婂儚U水中的鉻，吸附后的廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)［５］。試驗(yàn)表明：溶液中鉻質(zhì)量濃度為５０ｍｇ／Ｌ，ｐＨ＝３，吸附時(shí)間１．５ｈ時(shí)，活性炭的吸附性能和鉻的去除率均達(dá)到較好效果［６］。因此，利用活性炭處理含鉻廢水的過(guò)程是活性炭對(duì)溶液中鉻的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果。活性炭處理含鉻廢水，吸附性能穩(wěn)定，處理效率高，操作費(fèi)用低，有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。３．２活性炭處理含氰廢水在工業(yè)生產(chǎn)中，金銀的濕法提取、化學(xué)纖維的生產(chǎn)、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)均使用氰化物或副產(chǎn)氰化物［７］，因而在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放一定數(shù)量的含氰廢水?；钚蕴坑糜趦艋瘡U水已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，應(yīng)用于處理含氰廢水的文獻(xiàn)報(bào)道也越來(lái)越多。但由于ＣＮ、ＨＣＮ在活性炭上的吸附容量小，一般為３ｍｇＣＮ／ｇＡＣ～８ｍｇＣＮ／ｇＡＣ（因品種而異）［８］，在處理成本上不合算。３．３活性炭處理含汞廢水活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高，可以先用化學(xué)沉淀法處理，處理后含汞約１ｍｇ／Ｌ，高時(shí)可達(dá)２－３ｍｇ／Ｌ，然后再用活性炭做進(jìn)一步的處理。３．４活性炭處理含酚廢水含酚廢水廣泛來(lái)源于石油化工廠、樹脂廠、焦化廠和煉油化工廠。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：活性炭對(duì)苯酚的吸附性能好，溫度升高不利于吸附，使吸附容量減小；但升高溫度達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短?；钚蕴康挠昧亢臀綍r(shí)間存在最佳值，在酸性和中性條件下，去除率變化不大；強(qiáng)堿性條件下，苯酚去除率急劇下降，堿性越強(qiáng)，吸附效果越差。３．５活性炭處理含甲醇廢水活性炭可以吸附甲醇，但吸附能力不強(qiáng)，只適宜于處理含甲醇量低的廢水。工程運(yùn)行結(jié)果表明，可將混合液的ＣＯＤ從４０ｍｇ／Ｌ降至１２ｍｇ／Ｌ以下，對(duì)甲醇的去除率達(dá)到９３．１６％～１００％，其出水水質(zhì)可以滿足回用到鍋爐脫鹽水系統(tǒng)進(jìn)水的水質(zhì)要求［９］。３．６煉油廠的深度處理煉油廠含油廢水，經(jīng)隔油、氣浮和生物處理后，在經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。廢水的含酚量從０．１ｍｇ／Ｌ（經(jīng)生物處理后）降至０．００５ｍｇ／Ｌ，氰從０．１９ｍｇ／Ｌ降至０．０４８ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ從８５ｍｇ／Ｌ降至１８ｍｇ／Ｌ。３．７活性炭處理含對(duì)氯苯酚的廢水對(duì)氯苯酚（Ｐ—ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ）別名對(duì)氯酚，４—氯苯酚，相對(duì)分子量為１２８．５６，對(duì)氯苯酚為白色針狀晶體，工業(yè)品帶黃色或粉紅色。具有不愉快的刺激性氣味，相對(duì)密度為（４０℃／４℃）１．２６５１，沸點(diǎn)為２１７℃，熔點(diǎn)為４２—４３℃，閃點(diǎn)為１２１℃，微溶于水，在水中溶解度為（２０℃）２７．１ｇ／ｌ，易溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、堿溶液等，１％的水溶液為酸性。對(duì)氯苯酚毒性強(qiáng)烈，當(dāng)皮膚吸收或吸入、吞咽后都具有高毒性。對(duì)生物體組織有強(qiáng)烈刺激、易燃。對(duì)氯苯酚是嚴(yán)重的水源污染物質(zhì)。如若不能合理處理含對(duì)氯苯酚的廢水將對(duì)人們及其他生物構(gòu)成極大危害。因此，該廢水的處理一直是水處理研究中被受關(guān)注的課題。現(xiàn)實(shí)工業(yè)中含酚廢水的處理方法有化學(xué)法物化法及生化法，吸附法等，如酚醛縮聚法、化學(xué)氧化法、溶劑萃取法、絡(luò)合萃取法等。由于吸附法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、凈化率高、吸附量大、可以得到純度較高的回收物，并且再生容易能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。從環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益兩個(gè)角度出發(fā)，水處理技術(shù)應(yīng)考慮兼顧資源回收與廢水處理達(dá)標(biāo)排放兩個(gè)方面的問(wèn)題。吸附是一種操作簡(jiǎn)便、可實(shí)現(xiàn)廢水中有用資源回收利用、對(duì)高低濃度廢水均適用的物理化學(xué)方法，但是如果吸附劑再生性能差、價(jià)格貴，則很難在實(shí)際廢水處理中被普遍應(yīng)用。
　?。矗畱?yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和廢水處理的特殊要求，活活性炭處理工業(yè)廢水的應(yīng)用郭慧１郭兆學(xué)２（１．淄博天水化工有限公司山東淄博２５５０００；２．淄博市引黃供水有限公司山東淄博２５５０００）【摘要】目前中國(guó)的水污染問(wèn)題亟待解決。文中首先從活性炭的特點(diǎn)談起，然后針對(duì)部分工業(yè)廢水提出了用活性炭?jī)艋渌|(zhì)的方法，并指出了實(shí)踐中存在的主要問(wèn)題，最后指出了用活性炭吸附法處理工業(yè)廢水的發(fā)展方向?！娟P(guān)鍵詞】活性炭；吸附；廢水；凈化
　　活性炭的研究從本身的孔結(jié)構(gòu)和比表面積逐步發(fā)展到研究表面官能團(tuán)對(duì)活性炭吸附性能的影響。例如，活性炭纖維（簡(jiǎn)稱ＡＣＦ）近年來(lái)在處理廢水方面受到了科研工作者的重視，它的直徑一般為５～２０μｍ，其制備原理與傳統(tǒng)的活性炭制備相同，即將纖維狀碳在８００℃以上用水蒸氣或二氧化碳活化處理?；钚蕴坷w維是利用炭纖維技術(shù)和活性炭技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一種新型炭質(zhì)吸附材料，與顆粒狀活性炭相比具有比表面積大、微孔發(fā)達(dá)、孔徑分布窄、吸附速度快、吸附能力強(qiáng)和再生容易等特點(diǎn)。還兼有纖維的外型和特性能制成紗、線、布和氈等，給工藝設(shè)備的簡(jiǎn)化和工程上的使用帶來(lái)很大的簡(jiǎn)便。所以活性炭纖維廣泛應(yīng)用于空氣凈化和廢水處理、制作化學(xué)防毒服和防毒面具、吸附放射形物質(zhì)及微生物、回收微量貴重金屬等林領(lǐng)域。纖維狀活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)以微孔為主，中孔很少，幾乎沒(méi)有大孔，比表面積可達(dá)２５００ｍ２／ｇ．具有吸附和脫附速率決，吸附容量大，導(dǎo)電性高等特點(diǎn)。以活性炭吸附法處理含量為５０％的含對(duì)氯酚廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在酸性條件下，向廢水中加入活性炭０．７５ｇ，恒溫反應(yīng)１ｈ，對(duì)氯酚的去除率達(dá)到９０％。而ＡＣＦ對(duì)苯酚的吸附容量為２４８ｍｇ／ｇ，吸附飽和后經(jīng)多次再生吸附容量幾乎不變，吸附性能比活性炭好。室溫時(shí)，在酸性或中性條件下，向１００ｍＬ濃度為２８２ｍｇ／Ｌ的含酚模擬廢水投加活性炭纖維０．５ｇ，恒溫振蕩３０ｍｉｎ，苯酚去除率可達(dá)９２％。實(shí)驗(yàn)表明，用活性碳或活性炭纖維處理某些工業(yè)廢水簡(jiǎn)單可行，成本較低，處理效果非常理想。
　?。担Y(jié)論當(dāng)前中國(guó)使用活性炭吸附法處理廢水的方法處于初始發(fā)展階段，一些有關(guān)的理論和技術(shù)還不夠成熟。而且，在我國(guó)，目前活性炭的供應(yīng)比較緊張，再生設(shè)備少，再生費(fèi)用高，限制了活性炭的廣泛使用。不同應(yīng)用需要不同功能的活性炭。原有的活性炭產(chǎn)品不能滿足新的要求，因而不斷開發(fā)新的活性炭產(chǎn)品就顯得十分重要。所以，它需要專業(yè)工作者的積極參與和政府的鼎力支持，采取多學(xué)科交叉與融合的研究方法，使活性炭處理廢水技術(shù)向著更加科學(xué)美好的方向發(fā)展