活性碳在水处理中的应用

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1、活性碳在水处理中的应用摘要：目前各地水厂的水处理问题成为社会关注的热点，水的质量和污染程度将会影响人们的健康并破坏人类的生存环境。所以要对水处理更为重视。本文主要概述了活性炭的性质及特点，简要分析了其吸附机理，综述活性炭在水处理方面的应用研究。关键词：活性炭吸附机理水处理中图分类号：TK223文献标识码：A近年来，随着工业的快速发展以及城市化进程的加快，工业废水和生活污水中含有的多种重金属、有机物及无机物等造成的水污染成为了日益严重的问题，水质的严重污染将会破坏生态环境的平衡，并对人们的健康产生严

2、重的危害，因此，废水的处理技术已成为目前的研究热点。活性炭是一种经特殊处理的无定形碳，其比表面积大，吸附能力强，有发达的孔隙结构。活性炭的吸附能力与其孔径、颗粒度等有关，一般来说，颗粒度越小，其吸附能力就越强。活性炭作为吸附剂可以应用于很多领域，这主要是因为它有很大的比表面积。一般的活性炭的微孔直径在2-50hm的范围内，这就决定了每克的活性炭的比表面积在500-1500m2的范围内，这表明即使只有少量的活性炭也会有很好的吸附效果。另外，活性炭具有化学性质稳定、吸附容量大、抗腐蚀、耐高温、易解吸、

3、可循环利用等优点，故活性炭在水处理方面的应用越来越受到人们的重视。一、活性炭的概述活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500m2。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。1活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多。一般制成粉末状或颗粒状。粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低,但再生困

4、难，一般不能重复使用。颗粒状的活性炭价格较贵,但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭。2活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。3影响活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般

5、来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应,因此温度低对吸附反应有利。当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成空隙，形成许多形状各异的细孔。其孔隙占活性炭总体积的70%〜80%,每克活性炭的表面积可高达500〜1700平方米，但99.9%都在多孔结构的内部

6、。活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积。活性炭的孔隙大小分布很宽，从10-lnm到104nm以上，一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。在吸附过程中，真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。活性炭的全部比表面几乎都是微孔构成的，粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用，但它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。经研究表明：在吸附过程中发生溶质由溶剂向活性炭吸附剂表面的质量传递，推动力可以是溶质的疏水特性或溶质对吸附剂表面的亲和性，或两者均存在。在水处理中通过活性炭吸附而被去除的物质一般为兼

7、有疏水基团与亲水基团的有机化合物。溶质对吸附剂表面的亲和力可分为两类：一类是溶质在溶剂中的溶解度；另一类则是溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。严格地说，活性炭吸附是一个很复杂的过程。它是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、交换吸附以及氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。二、活性炭对水中有机物的处理活性炭对去除水中的有机物如酚类化合物、苯类化合物、甲醇、油污类物质有很明显的效果，而针对一些难以被生物降解和难以用其他方法去除的有机污染物，活性炭对它们的吸附更有突出的效果。如

8、除草剂、杀虫剂、合成洗涤剂及日用化妆品中的有机污染物质等均有很强的吸附能力。因此，活性炭吸附法常用于去除制革废水、造纸废水、印染废水等废水中的有机污染物。MariaTomaszewka等研究了经一定浓度的NaOH等化学试剂进行改性后的活性炭对某河水中的一些杀虫剂等物质的去除效果，结果表明，将改性后的活性炭投入河中可使水中的土臭素和2-甲基异次酸的浓度大幅度降低。刘白仓等研究了粉末活性炭对水中的有机物的去除效果，结果表明，水中有机物的总量在经粉末活性炭吸附后明显降低，去除率可达83%