活性炭（tàn）处理工业废水的应用

        1 活性炭的概述

        炭经过特殊处（chù）理之后就会形成活性炭（tàn）。有（yǒu）机原料在无氧的条（tiáo）件下进行（háng）加热，这样（yàng）能够有效（xiào）减（jiǎn）少非炭成分，这个过程称之为炭（tàn）化。炭化之后再与气体进行化学反应，通过侵蚀（shí）其表面机会产生一种微孔比较发（fā）达的（de）结构，这个过程称之为活化。这（zhè）个过程与炭化不同，这（zhè）是看不到的。由于进行的是点状侵（qīn）蚀，所以才会使活性炭表面有很（hěn）多（duō）小（xiǎo）孔。这些小孔的直径大（dà）约（yuē）2mm左右。活（huó）性（xìng）炭的表面（miàn）积很大， 1g的活性（xìng）炭的（de）表面积可达500～1000㎡左右。活性（xìng）炭所有的应用都离（lí）不（bú）开这个特点（diǎn）[1]。其（qí）吸附性，指的是其固体表面对水有（yǒu）一种吸（xī）附作用，这样（yàng）能够达到很好的净水效（xiào）果。它（tā）的吸附能力与其表面的孔的（de）大（dà）小有很大关系。颗粒（lì）越小孔的扩散就越（yuè）快。颗粒越大孔的（de）扩（kuò）散就越慢。只有（yǒu）快（kuài）的（de）扩散速度（dù），才会有（yǒu）好的吸（xī）附能力。吸附（fù）过程（chéng）是否符（fú）合标准，这（zhè）与吸附的速度（dù）还有吸附的能力是有很大关系的。这两（liǎng）个要素衡（héng）量吸附过（guò）程（chéng）的好坏（huài）。吸附量是决定吸附能力好（hǎo）坏的重要指标之一。吸（xī）附速（sù）度是指（zhǐ）单位时间（jiān）内单位重（chóng）量的吸（xī）附剂所吸附的量。在水处理中，吸附速度决（jué）定了吸附剂（jì）与污水的接触时间[2]。

        2 活性炭处理工（gōng）业废水的应用概况（kuàng）分（fèn）析（xī）

        我国淡水资源是比较稀缺的，日常饮用到的不仅有淡水湖（hú）的水（shuǐ）资源，还有地下（xià）水，但是同样严重（chóng）的（de）问题就是（shì）我国对水资源的浪（làng）费现象是（shì）日益（yì）的（de）显著，并且伴随着我国经济的（de）快速发展和城市现代建设（shè）的（de）推动，在（zài）工业生产（chǎn）领（lǐng）域对水资源（yuán）的利（lì）用越来越（yuè）多，存在对水资源的浪费和工业废（fèi）水对环境的污染现（xiàn）象。所以就目前形势来看，要积极的（de）响应国家的号召，加强对工业废水处理的管理。通过对相关（guān）工（gōng）业的（de）调查显示，在（zài）我国平均每年废水的排（pái）出量为8×10 8m³，并（bìng）且废水中参（cān）杂了很（hěn）多有毒物质，比如氰化物、氯酚等（děng），同时存在着大量的金属离子，对环（huán）境的影响都是（shì）很巨大的。大多数（shù）工业企业对废水处理最（zuì）常用的方法是沉淀法、电解（jiě）法和膜处理法等（děng），但是对废水处理效果最好的还（hái）是活性（xìng）炭处（chù）理法。因为炭自身就有很强（qiáng）的吸附能力，在（zài）实（shí）际（jì）实践中取（qǔ）得了多（duō）次（cì）成（chéng）效。

        3 工业废水（shuǐ）处理中的活性炭分类、吸附以及（jí）影响（xiǎng）活性炭吸附的因素

        （1）活性炭的分类（lèi）。运用到工业废（fèi）水（shuǐ）处理的活性炭的（de）分类有很多种（zhǒng），最（zuì）为普遍的就是粉（fěn）末状或者（zhě）是颗粒状的活性炭。粉（fěn）末状（zhuàng）的（de）活性炭由于体积（jī）较小，从而使得自身与废水（shuǐ）的接触（chù）面（miàn）积（jī）更大，所（suǒ）以其吸附效果（guǒ）是最佳（jiā）的。虽然粉末状的活性炭制作起（qǐ）来相对简单（dān），且（qiě）成（chéng）本较低，但是其使用特性（xìng）为一次性，不可（kě）以回收并投放使用[3]。相对来（lái）说，颗粒状的（de）活性炭在（zài）制作方面就相对（duì）复杂，并且（qiě）其生产（chǎn）成本也较（jiào）高，但唯一的优势在于可以再次回收使用（yòng）。由（yóu）于是颗（kē）粒状态存在，所以操作（zuò）管理起来就比较方便。在（zài）活（huó）性炭处理工业废水的作业中，被（bèi）广泛认可的是颗粒状活（huó）性炭（tàn）。

        （2）活性炭（tàn）吸附。活（huó）性炭具有一定的吸附能力，能（néng）够（gòu）对废水中的一种或（huò）者（zhě）多种以上（shàng）的其他（tā）物质进行吸（xī）附，以（yǐ）达到（dào）除（chú）去废水中的杂质，实（shí）现清洁水质（zhì）的效果。

        （3）影响活性炭吸附的（de）因素。在对（duì）废水进行处理时，处理程度最终取决于活（huó）性炭在废水中的吸附能（néng）力和（hé）吸附（fù）杂质（zhì）的（de）效率。活性炭吸附能（néng）力的判断标准就是以对废（fèi）水中杂质（zhì）的吸（xī）附的量来决定的，吸（xī）附效率则是单位体积的活性炭对（duì）废水杂质（zhì）的单位吸附量所（suǒ）用的时间。首先就是活性炭的单位体积对吸附的（de）影响，在（zài）对工业废水进行处理工作（zuò）时，通常情（qíng）况下（xià），活性炭单位（wèi）体积的大小（xiǎo）直接决定了其吸附能力的（de）大小。由（yóu）于活性炭表面存（cún）在很多的空隙（xì），体（tǐ）积小的活性炭其对应的空（kōng）隙变化的速（sù）度就会加强，所以（yǐ）吸附能力就强。

        其次（cì）就是废水中的酸碱值和水温（wēn）对活（huó）性炭吸附工作的（de）影响。工业废水在PH值小于7的情（qíng）况下，呈酸性，活性（xìng）炭（tàn）在酸性（xìng）的条件下更有利于吸附。考虑到（dào）活（huó）性炭在吸（xī）附时的物理（lǐ）反应为放热，如果外界环境的温（wēn）度较低，就（jiù）会有利于提（tí）高活性炭吸附效果。最（zuì）后（hòu）就是废水的浓度对活性炭的（de）吸附（fù）影响，在其他条（tiáo）件稳定的情况下（xià），活性炭的吸（xī）附能力随废水浓度（dù）的升高（gāo）而升高[4]。

        4 活（huó）性炭在污（wū）水处理中的（de）应（yīng）用

        综合考虑活性炭的（de）成（chéng）本和处（chù）理标（biāo）准的问题（tí），所以在（zài）对工业废水（shuǐ）进行（háng）活性炭（tàn）吸（xī）附处理时，主（zhǔ）要是吸附排除掉仅（jǐn）有的微量杂（zá）质，实现对（duì）污水的净化。以下内容则是（shì）对活（huó）性炭在污水处理（lǐ）中的应用进行分析（xī）。（1）活性炭处理含铬废水 。活性（xìng）炭对含铬废水（shuǐ）的处理。铬是以离子形式大量存在与工业废水中（zhōng）的一种（zhǒng）金属元素，其（qí）化学价为正六价，但是其存在方式是（shì）由废（fèi）水的酸碱值（zhí）决定的。活性炭的结构很复杂，利用其较强的吸附性，能够（gòu）充分有（yǒu）效（xiào）吸附（fù）废水中的铬（gè）离子（zǐ）。利用到（dào）物理、化学等综（zōng）合处理效果（guǒ），对废水中的铬进行处（chù）理，实现净（jìng）化废水（shuǐ）的最佳（jiā）效果。（2）活性炭处（chù）理含氰废（fèi）水。在工业（yè）生产（chǎn）排放出的（de）废水中，都存在一定（dìng）浓度的含氰物质或者副产氰化物。在全国范围内的工业废水处理中（zhōng），运用活性（xìng）炭对含氰废水（shuǐ）的处理已经越来越（yuè）广泛（fàn），但（dàn）是在废水中仍有少量（liàng）的氰根和氰化氢，且成本也（yě）相对（duì）较高。

        5 活性炭处理工（gōng）业废水的应（yīng）用远景

        运（yùn）用到工业废（fèi）水（shuǐ）处理的活性炭处理技（jì）术已经（jīng）越来（lái）越（yuè）被重（chóng）视，并且随着我国经济的（de）快（kuài）速发（fā）展，对相关技术进一（yī）步展（zhǎn）开了研究。就活性炭处理工业（yè）废水问题，对活（huó）性炭的研（yán）究，从其自身（shēn）的表面结构，逐步改（gǎi）善为（wéi）对表面官能团（tuán）活跃（yuè）性（xìng）的研究，分析出（chū）官能团对活性炭的（de）吸附能力的影响。最近对炭元素（sù）的研（yán）究出现了活（huó）性（xìng）炭纤维（wéi）物质，其物理（lǐ）特点与传统（tǒng）的活（huó）性炭大致相同，直接大约为5～20μm；但是与传统活性炭不同的（de）是，活性炭纤维具有（yǒu）较强的耐温性。作为在传统活（huó）性炭基（jī）础（chǔ）上研发（fā）出来的新型吸（xī）附剂（jì），具（jù）备吸附效（xiào）率高、能力强和可再生（shēng）等（děng）优势，更够有效的处理传（chuán）统活性炭未能处理的废（fèi）水，操作简单，成本相对较低，可以充分实（shí）现对废水（shuǐ）的处理效果。用一定的方法去处理活性（xìng）炭，让其表面官能团性质（zhì）与数量改变，这个叫做活性炭的改性。各种（zhǒng）改（gǎi）性活性炭根据其处（chù）理方式不同而不同。比如说，以去除有机污染物为主要目（mù）的（de）的活性炭（tàn）其（qí）改性表（biǎo）面的研究方向就是：减少表面内酯（zhǐ）基及（jí）羧基等含氧（yǎng）官（guān）能（néng）团（tuán）的含量，增（zēng）加活性炭表面的（de）疏水性。

        6 结束语

        根据上文的分（fèn）析与研（yán）究可知我国现阶段（duàn）的活（huó）性炭处理工业废水技术尚未完善，有些相关的理论（lùn）和技术要求（qiú）都有待提高。除此之外还有我国对工业废水（shuǐ）处理（lǐ）的活性炭的提（tí）供量（liàng）日益紧张，生产设备少（shǎo），且生产（chǎn）成（chéng）本越来越（yuè）高（gāo），这一系列因素限制了活性炭（tàn）处（chù）理技术的发展。与一（yī）些发达（dá）国（guó）家之间（jiān）的差距还是很大的（de）。应针（zhēn）对不（bú）同（tóng）处理要（yào）求的废水，对活（huó）性炭的功能进（jìn）行创新，加（jiā）大（dà）对相关技（jì）术（shù）理论的研究，确保活性炭处理工业废水技术的（de）稳定发展。进而为（wéi）我国的活性炭处理废水工作贡献一（yī）份力（lì）量。