活性炭水处理应用技术

1、活性炭吸附剂在水处理中的应用综述颜伦广华南师范大学化学环境学院摘要：本文简要介绍了活性炭的特性和在水处理中的应用，介绍了活性炭的吸附和组合技术在国内外水处理中的应用和发展，指出了其许多优点。 近年来，活性炭吸附和其他水处理技术的组合技术有了很大发展，该组合技术比单纯活性炭吸附有很大的优势，其发展前景非常广阔。关键词：活性炭吸附水处理1 .前言活性炭具有发达的孔结构和巨大的比表面积，对溶解于水中的有机物，如苯类化合物、酚类化合物、石油和石油制品等有很强的吸附能力，对生物法或其他方法难以除去的有机物，如色度、异臭、表面活性物质、除草剂、合成染料， 由于胺类化合物和许多人工合成的有机化合物也有很好的

2、去除效果，活性炭吸附技术被广泛应用于水处理，目前世界上已启动了使用数百种粒子活性炭的水厂。 近年来，我国越来越重视活性炭的研究和应用，同济大学、哈尔滨建筑大学都进行了比较深入的研究，取得了实用成果。 (1)2 .活性炭的特性(2)活性炭是一种多孔含碳物质，具有发达的细孔结构和巨大的比表面积。 含有很多具有吸附能力的碳系物质，可以使很多化学物质吸附在其表面。 活性炭最初被用于制糖业，之后被广泛用于去除污水中的有机物和无机物。2.1一般性质活性炭外观暗黑色，具有良好的吸附性能，化学性质稳定，能耐强酸和强碱，耐水和高温，密度比水小，是一种多孔的疏水性吸附剂。2.2作用机制活性炭在制造过程中挥发性有机

3、物被去除，晶格间产生空隙，形成了许多不同形状、不同大小的细孔。 通常，活性炭粒子中的细孔占粒子整体体积的70%80%(4)。 这些孔的形状多种多样，孔的分布范围广，作为孔壁的总表面积的比表面积一般高达5001700平方米/克。 所以活性炭的吸附力很强，吸附容量大。也就是说，在吸附过程中，真正决定吸附能力的是微细孔结构。 所有的比表面几乎都是由微细孔构成的。 粗孔和过渡孔分别起到粗、细吸附通道的作用，它们的存在和分布对吸附和解吸速度有很大影响。 另外，活性炭吸附性也受到活性炭表面的化学性质的影响。3 .活性炭的应用活性炭吸附过程现在是去除水中有机物的优先过程。 原料丰富，表面积大，颜色、嗅、味、

4、其他有机物去除率好。 活性炭在水处理过程中的应用越来越广泛。 其中粉末活性炭能有效去除水中藻细胞分泌物产生的低分子量DOC，能有效去除水中的微胱氨酸，在传统的慢砂滤池后加入活性炭滤池，能去除引起水臭味的有机物，如土溴和2-甲基异冰片(MIB )，能去除水的(3)但活性炭对危害较大的卤代烃的吸附效果不太好，活性炭吸附后的再生问题一直难以得到满意的解决。 目前正在开发活性炭纤维、多孔合成树脂等新的吸附材料。3.1活性炭在饮用水处理中的应用(3)以粒子活性炭为过滤材料的快速生物过滤池通常被用作第二次过滤，通过在粒子活性炭表面生长的细菌的活动去除水中的BOM。 这个处理过程也称为二次生物活性炭过滤。

5、有文献报告了这一过程的有效性。 为了减少费用，便于在水厂的普及，提出了“一级砂生物活性炭双重滤池”的构想。 使用生物滤池去除水中的BOM有以下优点(1)减少细菌在供水系统生长所需的营养物质，有效地控制细菌的繁殖(2)减少与消毒剂反应的有机物量，进一步减少饮水处理所需消毒剂的量，稳定发货水剩馀消毒剂的含量(3)通过去除消毒副产物的有机前体，减少了水厂水中消毒副产物的含量(4)将有机物转化为无机最终产物(5)老化脱落的生物膜残渣比化学沉淀污泥更容易处理(6)生物处理法的费用比活性炭吸附法低。3.2活性炭在废水处理过程中的除臭作用活性炭吸附柱可以去除很多恶臭物质。 乙醛、吲哚等恶臭成分通过物理吸附除

6、去，H2S和硫醇等在活性炭表面进行氧化反应再被吸附除去。 活性炭理想地去除硫化氢和含硫化合物，而去除氨和含氮化合物并不理想。 活性炭在达到饱和前，恶臭物质的去除率比较稳定，气体负荷变化的冲击影响小，因此适应性广，但吸附剂不易频繁再生，因此对被吸附气体浓度的要求不高。 (5)3.3活性炭在处理印染废水中的脱色能力用活性炭吸附作用处理成分复杂的染料生产废水，有良好的效果。 其基本工作流程如下： (6)(1)厌氧预处理出水凝聚沉淀后，COD去除率达到83%左右，脱色率达到99.3%，为后续吸附创造了良好条件。(2)活性炭具有良好的吸附性能，本工艺的最佳吸附条件： pH=4，粉末活性炭使用量20g/L

7、，吸附中需要搅拌，吸附时间40min，吸附后出水的CODCr在150mg/L以下，达到国家排放标准。(3)碱法溶出和Fenton试剂氧化两种再生方法都可以很好地恢复活性炭的吸附性能。 即使吸附再生的活性炭，CODCr去除率也能达到77%以上，脱色率也能达到97%以上。4、活性炭吸附与其他水处理技术组合工艺的应用与发展(1)4.1高锰酸钾活性炭的组合工艺我国几家水厂在微污染水源处理中采用高锰酸钾-活性炭联用技术，提高了降解有机物、嗅闻、去色能力，效果显着。 同时，这种组合技术对浊度的降低、万财的节约也很显着。4.2生物活性炭法生物活性炭法是基于活性炭吸附技术发展起来的水处理技术。 生物活性炭法是

8、以活性炭为生物膜载体，利用活性炭的吸附作用和生物膜的分解作用去除水中污染物的新方法。4.3粉末活性炭活性污泥工艺(PACT )该方法将粉末活性炭投入活性污泥曝气池，形成生物活性炭，利用吸附、分解协同作用去除有机污染物。 利用生物活性炭固有的机理，可以去除活性污泥法难以去除的有机物，提高活性污泥的去除效率。 活性污泥具有稳定良好的压实性，克服了污泥的膨胀。 因为在经济和处理效率方面有优点，所以广泛应用于工业废水处理。五.结论活性炭吸附技术在处理污染水源水、生活污水、工业废水、饮用水的深度处理上有很多优点，因此该技术广泛应用于水处理。 随着研究的发展，活性炭将来会得到更好的人类服务。参考文献：1、王广庆、费学宁、王连生活性炭吸附和组合技术在水处理中的应用和发展情况天津城市建设学院学报第9卷第1期2003年3月2、张锦瑞活性炭的特性及其吸附金的机制有色矿山1994(5)39-423、隋少峰、孔凡玲、罗启芳饮用水源水藻类繁殖的危害和中国卫生工程的处理2005年2月第四卷第一期4、曲保雪、朱立红、芦春莲、刘军霞活性炭的起源、发展和应