胡 飛
(北京邦馳世紀(jì)水處理科技有限公司 北京 100086)
工廠排放的大量污水促使水環(huán)境不斷惡化。所以防治水污染是我國(guó)當(dāng)前需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題?;钚蕴烤哂胸S富的細(xì)孔結(jié)構(gòu)以及特殊的表面活動(dòng),既可以吸附有害物質(zhì),還可以作為催化劑以及生物的載體,所以活性炭在水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。
活性炭的顏色是暗黑,屬于細(xì)小的炭粒,具有大量的微小空隙,所以其比表面積很大,同時(shí)它具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),其耐熱、耐酸、耐堿性能很好,這些性質(zhì)促使其具有很強(qiáng)的吸附能力,它可以吸附很多化學(xué)物質(zhì)于表面,屬于多孔的疏水性吸附劑。同時(shí)活性炭還具有一定的催化活性,經(jīng)常被用作吸附反應(yīng)的催化劑,主要是由于活性炭的表面具有特殊的氧化合物,對(duì)多種反應(yīng)有催化作用;此外,活性炭還可以和載持物形成絡(luò)合物,促使其催化活性增強(qiáng);最后因?yàn)榛钚蕴炕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,也可以作為催化劑的良好載體。
首先,活性炭可以進(jìn)行物理吸附?;钚蕴课疆a(chǎn)生的主要原因就是固體表面上的原子力場(chǎng)在不飽和的狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生表面能,此時(shí)就會(huì)吸附一些分子將表面能降低。在制造活性炭時(shí),除去了揮發(fā)性的有機(jī)物,導(dǎo)致晶格之間有了空隙,這些空隙就是活性炭的細(xì)孔。大量的細(xì)孔促使活性炭具有很大的吸附面積,進(jìn)而具有很強(qiáng)的吸附性能。其次,活性炭可以進(jìn)行化學(xué)吸附,在吸附劑和吸附質(zhì)的表面會(huì)交換或者共用電子,當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),吸附劑和吸附質(zhì)之間就會(huì)形成化學(xué)鍵,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吸附就是化學(xué)吸附。因?yàn)榧庸せ钚蕴康墓に嚥煌?,所以活性炭具有的化學(xué)吸附性能也存在不同,可是無(wú)論哪種化學(xué)吸附在吸附劑和吸附質(zhì)表面都會(huì)形成極性不同的含氧集團(tuán)。
在凈化工業(yè)廢水時(shí),因?yàn)槌煞謴?fù)雜,種類多樣,所以凈化起來(lái)非常的困難,處理工業(yè)廢水的關(guān)鍵就是對(duì)癥下藥。通常在含油的工業(yè)廢水、含汞、鉻的廢水、含氰離子等的廢水、含大分子有機(jī)物的廢水、印刷造紙的廢水等的處理中應(yīng)用活性炭,活性炭充分發(fā)揮自身的吸附性能。主要是由于要求較高的水預(yù)處理?xiàng)l件,同時(shí)活性炭的價(jià)格較高,因此通常應(yīng)用活性炭對(duì)廢水中的微量污染物進(jìn)行處理,進(jìn)而對(duì)污水進(jìn)行深度凈化。
有些低于因?yàn)槿狈λY源,所以需要循環(huán)利用污水,要求較高的排放水質(zhì)。在正常二級(jí)處理生活污水以后,污水中的某些雜質(zhì)還是不能被生物分解,不符合排放要求??墒腔钚蕴烤涂梢晕匠ゴ蟛糠殖粑段镔|(zhì),應(yīng)用活性炭吸附生活污水中的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物以及雜質(zhì)等,進(jìn)一步凈化生活污水,這可以有效的凈化城市生活污水?;钚蕴吭谶€沒(méi)有達(dá)到飽和時(shí),具備穩(wěn)定的惡臭除去率,同時(shí)基本不受氣體負(fù)荷變化的沖擊,因此具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,可是吸附劑是不可頻繁再生,要求較低的吸附物質(zhì)濃度。
活性炭可以脫色處理燃料的廢水,通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)活性炭在最佳吸附條件下可以以較高的脫色率對(duì)酸性品紅、堿性品紅等染料進(jìn)行脫色處理。
活性炭吸附技術(shù)在凈化污水中有很好的效果,可是因?yàn)橹圃旎钚蕴康某杀颈容^高,所以應(yīng)用還是不夠廣泛。因此綜合應(yīng)用活性炭吸附技術(shù)以及其他技術(shù),可以起到良好的效果,比如沸石-活性炭、O3—活性炭等工藝,這些已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際,并取得了良好的污水處理效果。
將活性炭技術(shù)應(yīng)用于水處理工藝已經(jīng)有了很多年的歷史,于上世紀(jì)中期就在深度處理工業(yè)廢水以及城市污水中應(yīng)用活性炭吸附技術(shù)。并且經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,結(jié)合超濾膜以及粉末狀的活性炭,可以對(duì)有機(jī)污水進(jìn)行更加有效的處理。同時(shí)活性炭吸附技術(shù)需要較少的設(shè)備投入,具有較快的處理速度以及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的優(yōu)勢(shì),所以在煉油行業(yè)等廢水處理中應(yīng)用廣泛。
當(dāng)前,我國(guó)在污水處理中應(yīng)用活性炭技術(shù)仍在發(fā)展當(dāng)中,同時(shí)我國(guó)的活性炭資源缺乏,對(duì)活性炭的使用有限制作用,所以需要更多的專業(yè)人員進(jìn)行有關(guān)研究,應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)促使活性炭可以再人們的生活中得到廣泛的應(yīng)用,此外作為政府也要積極推動(dòng)這樣研究的進(jìn)行,從政策和資金上確保研究的持續(xù)進(jìn)行,促使活性炭可以在水處理中發(fā)揮更大的作用。
[1]包金梅,凌琪,李瑞.活性炭的吸附機(jī)理及其在水處理方面的應(yīng)用 [J].四川環(huán)境,2011(01).
[2]張譯丹.活性炭吸附技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用 [J].科技資訊,2011(14).
[3]丁桓如,靳文廣,傅潔琦.給水處理用活性炭的吸附性能指標(biāo)[J].凈水技術(shù),2011(05).
[4]徐越群,趙巧麗.活性炭吸附技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2010(01).