活性炭在水處理中的應(yīng)用
1前言
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年排出的工業(yè)廢水約為8×108 m3 ,其中不僅含有氰化物等劇毒成分,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?；钚蕴康谋砻娣e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)。
2活性炭
活性炭是一種經(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500-1500平方米?；钚蕴坑泻軓?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[1]。
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程的主要指標(biāo)[2]。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?；钚蕴恳话阍谒嵝詶l件下比在堿性條件下有較高的吸附量[2]。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)
3活性炭在污水處理中的應(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。
活性炭有非常發(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Cr ( Ⅵ) ?；钚蕴康谋砻娲嬖诖罅康暮趸鶊F(tuán)如羥基(- OH) 、羧基(-COOH) 等,它們都有靜電吸附功能,對(duì)Cr ( Ⅵ) 產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。完全可以用于處理電鍍廢水中的Cr ( Ⅵ) ,吸附后的廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)[4]。
試驗(yàn)表明:溶液中Cr ( Ⅵ) 質(zhì)量濃度為50 mg/ L , pH = 3 ,吸附時(shí)間1. 5 h 時(shí),活性炭的吸附性能和Cr ( Ⅵ) 的去除率均達(dá)到最佳效果[5]。
因此,利用活性炭處理含鉻廢水的過程是活性炭對(duì)溶液中Cr ( Ⅵ) 的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果?；钚蕴刻幚砗t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。
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