活性炭在废水废气处理中的应用现状

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1、1、活性炭吸附机理简述活性炭是把有机原料（果壳、煤、木材等）经过隔绝空气的条件下加热减少非碳成分（此过程称为炭化），然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的构造（此过程称为活化）。由于活化的过程是一个微观的过程，也就说大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀的，所以造成了活性炭表面的微孔直径小，活性炭表面的微孔直径大多在2-50nm之间，所以，即使是少量的活性炭，也有巨大的表面积（可达3000m2/g）。活性炭的一切应用，几乎都基于活性炭的这一特点。目前，活性炭主要作为固体吸附剂，应用在化工、医药、环境等方面，用于吸附沸点及临界温度较高的物质，分子量较大的有机物。在活性

2、炭发生的主要是物理吸附，大多数是单层分子吸附，其吸附量与被吸附物的浓度服从朗格缪尔方程式。2、活性炭在废水处理中的应用的现状目前我国的废水主要是工业废水和生活废水，在2001年，两者的排量分别为200亿吨和277亿吨。大部分的废水（特别是生活污水）采用的是生物法处理，即利用好氧、厌氧生物来降解水中的有机物（bod）。但是，这种方法有它的缺点，首先有些污水含有毒物质、难降解物质，无法用生物法来处理；其次，这种方法的的处理效果有限，一般只能处理到国家地表水质量的三级标准。在生物法不足的地方恰恰就是活性炭的用武之地。活性炭主体是非极性的，容易吸附有机物；活性炭的吸附效果比

3、较彻底，出水质量高。活性炭还可去除饮用水中的嗅和味，这是生物法无论如何也应用不到的领域。2.1近两年来活性炭水处理应用方法的研究2.1.1、活性炭的改性。活性炭改性就是指用一定的方法处理活性炭使其表面官能团性质及数量发生变化。不同的处理方法可以得到不同的改性活性炭。若用浓硝酸氧化,则活性炭表面酸性基团增多,亲水性增强,这就不利于活性炭对水中苯酚、苯胺、腐殖酸、氯仿等有机物的吸附。因此,以去除有机污染物为目的的活性炭表面改性的研究方向应为:减少表面内酯基及羧基等含氧官能团的含量,增加活性炭表面的疏水性。有研究中发现,用ｈｎｏ3氧化的活性炭在300～400℃下进行热处理

4、,其表面可产生较多的酸性基团,获得较高的阳离子交换量,对重金属离子ｃｒ(ⅲ)有很好的吸附交换能力；而若将氧化处理的活性炭在高温下(800℃以上)灼烧,则其表面会产生较多的碱性基团,获得较高的阴离子交换容量,对阴离子表现出较强的吸附交换能力。.武汉理工大学材料科学与工程学院的王勇等人将线型酚醛树脂和tio2混合磨碎,经炭化、活化处理后,tio2粒子与酚醛树脂活性炭融合成一体,形成光催化复合材料,用于处理含酚废水,在紫外线照射下,该材料显示出有较好的光催化含酚废水的能力。而含酚废水在没该材料的太阳紫外线照射下是不会自动降解的，也不可用生物法降解。这个发现对此类废水的处理

5、有重大的环保意义。2.1.2、活性炭与膜联用。活性炭与膜联用能有效解决单独使用膜过滤而引起的膜阻塞和膜污染问题。利用活性炭对进水进行必要的前处理,以减少水中的有机物、无机物、微生物等在膜表面和膜内孔积累,从而极大地延长了膜的使用寿命。而膜的存在又可以克服单独使用活性炭的弱点,解决活性炭出水中细菌数偏高的问题。2.1.3、活性炭作为载体。首先，活性炭可以作为催化剂的载体。活性炭本身巨大的表面积为水中的化学反应提供了大量的反应场所，增加了反应物碰撞的机会，加速反应的过程。也就是说，活性炭本身就可作为催化剂。对于某些比重大于水或容易形成沉淀的催化剂（例如某些金属催化剂），

6、活性炭的存在使这些催化剂可以长期与反应物接触而不被生成物所覆盖，造成催化剂的失效。这对于含重金属离子废水的处理有重要意义。第二，活性炭可以作为分解水中有机物的生物的载体。这是因为活性炭表面吸附了有机物以后，可以成为微生物理想的稳定的生长、繁殖场所。而且，利用活性炭作为微生物的载体，可以减少出水中的细菌个数。其实，活性炭的这种作用有点类似污水生物膜法（例如生物转盘），但它比生物膜法具有更大的表面积，更有利于反应充分的进行，但是它的氧交换能力不如生物膜法。2.1.4、活性炭纤维。传统的活性炭，包括粒状活性炭和粉末状活性炭，在废水处理中存在装填松动或过分紧密,操作时易形成

7、沟槽或沉降,其本身不能起支架作用。活性炭纤维的制作过程与传统的相比多了一个预处理的阶段，采用低温氧化或用无机盐浸渍的方法，使原来有机物的纤维能在炭化和活化之后得以保留。这种活性炭纤维有如下优点，吸附量大，脱附的速度快，而且吸附的物质浓度下限比活性炭低，也就是说吸附比较彻底。因此，它更适合于处理饮用水，去除水中的嗅和味，滤去水中的细菌可达90%。3、活性炭在废气处理中的应用的现状总的来说，活性炭这在废气处理的方面远不如废水处理方面活跃，因为传统的废气处理方法，如电除尘法、旋风器除尘法、麻石水膜除尘法等都对废气的处理可以达到很好的效果，例如电除尘器去除污染物的可达9