水处理行业 

活性炭在水处理中的应用
1.活性炭吸附净水原理 活性炭是一种非极性吸附剂。活性炭吸附水中溶质分 子是一个复杂的过程，是几种力综合作用的结果，包括离子 吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理 论认为，吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的 双速过程，迅速扩散在数小时内即完成，发挥了 60%～80% 活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向 均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产 生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通 的微孔中扩散时，由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力，从 而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布，但不构成径向的 扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、 分子量大小、空间结构，这一点取决于水源水质的特征。活 性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。 活性炭可适用于去除污水中大部分有机物（如芳香族 化合物、有机氯化物），溶解的有机物通常可去除 90%以 上，生物需氧量 BOD、化学需氧量 COD 一般可去除 30%～ 60%；某些无机物（如某些重金属）。
2.活性炭对城市给水的处理 水质标准最严格的是饮用水与上水源水的标准。对有 毒成分、pH 值、大肠菌、生物耗氧量等都要严格控制，不允 许有致臭的有害物质。水臭有两方面原因，一是湖泊、水库 等水源中的营养成分使浮游生物、藻类繁殖;另一原因是河 川水源因工业废水、城市废水污染造成的。自来水用活性炭 处理，可除去水中的有机杂质、各种臭味，它比用氯气、漂白 粉处理效果更好。因为水中加入氯后能形成含氯碳氢化物， 对人体有害。所以，在实际使用中常把这两种方法结合起 来，活性炭做二级处理，这不但可以有效去除水中的臭物、 有害物，而且可降低处理成本。
3.活性炭对工业废水的处理 炼油厂所排放的废水中含有硫、油类、酚等有机物，采 用生化曝气池和木质颗粒炭移动床吸附塔综合处理，处理 后排出的水中酚含量小于 0.0lmg/L，油含量小于 0.5mg/L， 硫化物含量无，符合地面水标准，化学耗氧量低于 30mg/L。 此外，活性炭对金属元素如汞、锌、银、镐、镍、钻等也有较强 的吸附能力，能有效去除水中这些金属离子，也可以在废水 中回收这些金属。活性炭在水处理中有着广阔前途。 由于活性炭对水的预处理要求高， 因此在废水处理中，活性炭主要用来去除废水中的微量污 染物，以达到深度净化的目的。
（1）活性炭处理含铬废水 铬是电镀中用量较大的一种金属原料，在废水中六价 铬随 pH 值的不同分别以不同的形式存在。 活性炭有非常发达的微孔结构和较高的比表面积，具 有极强的物理吸附能力，能有效地吸附废水中的 Cr（Ⅵ）。 活性炭的表面存在大量的含氧基团如羟基（-OH）、羧基 （-COOH）等，它们都有静电吸附功能，对 Cr（Ⅵ）产生化学 吸附作用，完全可以用于处理电镀废水中的 Cr（Ⅵ），吸附 后的废水可达到国家排放标准[3]。 研究表明：溶液中 Cr（Ⅵ）质量浓度为 50 mg/L，pH = 3， 吸附时间 1. 5 h 时，活性炭的吸附性能和 Cr（Ⅵ）的去除率 均达到最佳效果。 因此，利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶 液中 Cr（Ⅵ）的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用 的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高， 操作费用低，有一定的社会效益和经济效益。
（2）活性炭处理含氰废水 在工业生产中，金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼 焦、合成氨、电镀、煤气生产等行业均使用氰化物或副产氰 化物，因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。 活性炭用于净化废水已有相当长的历史，应用于处理含氰 废水的文献报道也越来越多。但由于 CN、HCN 在活性炭上 的吸附容量小，一般为 3mgCN/gAC～8mgCN/gAC 因品种而 异，在处理成本上不合算。
（3）活性炭处理含汞废水 活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有 限，只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高， 可以先用化学沉淀法处理，处理后含汞约 1mg/L，高时可达 2-3 mg/L，然后再用活性炭做进一步的处理。
（4）活性炭处理含酚废水 含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼 油化工厂。经实验证明：活性炭对苯酚的吸附性能好，温度 升高不利于吸附，使吸附容量减小；但升高温度达到吸附平 衡的时间缩短。活性炭的用量和吸附时间存在最佳值,在酸 性和中性条件下，去除率变化不大；强碱性条件下，苯酚去 除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。
（5） 活性炭处理含甲醇废水 活性炭可以吸附甲醇，但吸附能力不强，只适宜于处理 含甲醇量低的废水。工程运行结果表明，可将混合液的 COD 从 40 mg/ L 降至 12 mg/ L 以下，对甲醇的去除率达到 93.16 %～100 %，其出水水质可以满足回用到锅炉脱盐水 系统进水的水质要求。