活性炭处理（lǐ）工业（yè）废水的应用

        1 活性炭的概述

        炭（tàn）经过特殊处理之（zhī）后就会（huì）形成活性炭。有机原料在无氧的条（tiáo）件下进行加热，这样（yàng）能够有效减少非（fēi）炭成分，这个过程称之（zhī）为（wéi）炭化（huà）。炭（tàn）化之后再（zài）与（yǔ）气体进行化学反应，通过侵蚀（shí）其表（biǎo）面机会产生（shēng）一（yī）种微孔比（bǐ）较发达的结构，这个过（guò）程称之（zhī）为活化。这个过程与炭化不（bú）同，这是（shì）看不到的。由于进行的是点状（zhuàng）侵蚀，所（suǒ）以（yǐ）才会使活性炭表面有很多小孔。这些小孔（kǒng）的直径大约2mm左（zuǒ）右。活性炭的表面积很大， 1g的活性炭的表面积（jī）可达500～1000㎡左右。活性炭（tàn）所（suǒ）有的应用都离不开这个特点[1]。其吸附性，指（zhǐ）的（de）是其（qí）固体表面（miàn）对水有（yǒu）一种吸（xī）附作用，这（zhè）样能够达到很（hěn）好的净水（shuǐ）效果。它的吸附能力（lì）与其表面的孔的（de）大小有（yǒu）很大关系。颗（kē）粒越小孔的扩（kuò）散（sàn）就越快（kuài）。颗粒越大孔的扩（kuò）散就越慢。只有快的（de）扩散速度，才会有好的吸（xī）附能力。吸附过程是否符合（hé）标准，这（zhè）与吸附（fù）的速（sù）度（dù）还有吸（xī）附的能（néng）力是有很大关系的。这两（liǎng）个（gè）要素衡量吸附过程的好坏。吸附量（liàng）是决定（dìng）吸（xī）附能力好坏的重（chóng）要指标之（zhī）一。吸附速度是指单位时间内单位（wèi）重量的吸附剂所吸附的量。在水处理中（zhōng），吸附速（sù）度决（jué）定了吸附剂与污水的接触时（shí）间[2]。

        2 活性炭处理工业废水的应用概况分析

        我国淡水资源（yuán）是（shì）比（bǐ）较（jiào）稀缺的，日常饮用到的不仅有淡（dàn）水湖的水资源，还有地下水（shuǐ），但（dàn）是同样（yàng）严重的（de）问题就是我国对（duì）水资源（yuán）的浪费（fèi）现象是日益的显（xiǎn）著，并且伴随着我国经（jīng）济（jì）的快速发展和城市现代建设的推（tuī）动，在（zài）工业生产领域对水资源（yuán）的利（lì）用越来越多，存在对水资源的浪（làng）费（fèi）和（hé）工（gōng）业废（fèi）水对环（huán）境（jìng）的污染现象。所以（yǐ）就目（mù）前形势来看，要积（jī）极的响应国家（jiā）的号召，加强对工（gōng）业废水（shuǐ）处理的管理。通过对相关工（gōng）业的调（diào）查显示，在我国平均（jun1）每（měi）年废水的排出量为8×10 8m³，并且废水（shuǐ）中参杂了很（hěn）多（duō）有毒（dú）物质，比如（rú）氰（qíng）化物（wù）、氯酚等，同时（shí）存在着大量的金属（shǔ）离子，对环（huán）境的影（yǐng）响（xiǎng）都是（shì）很巨大的。大多数工业企业对废（fèi）水处理最常用的方法是沉淀法、电（diàn）解（jiě）法和膜处理法等，但是对废水处理效果最（zuì）好的还是活性炭处（chù）理（lǐ）法（fǎ）。因为炭自（zì）身（shēn）就有很强的吸附能力（lì），在实际实（shí）践中取得了多次成效。

        3 工业废水（shuǐ）处理（lǐ）中的活性炭分类、吸附以（yǐ）及影响活性（xìng）炭吸附（fù）的（de）因素

        （1）活性炭的分类。运用到工业废（fèi）水处理的活性炭的（de）分类有（yǒu）很多种，最为普遍的就是粉末状（zhuàng）或者（zhě）是颗粒（lì）状的活性炭。粉末状的（de）活性炭由（yóu）于体积较小，从（cóng）而使得自身与废水的接触面积更大，所以其吸附效（xiào）果是最佳的。虽然粉末状的活性炭制作（zuò）起来（lái）相对简单（dān），且（qiě）成本较低，但（dàn）是其使用特性为（wéi）一次（cì）性，不可以回收（shōu）并投放使用[3]。相对来（lái）说，颗粒（lì）状（zhuàng）的活性炭（tàn）在（zài）制作方面就相对（duì）复杂，并且其生产（chǎn）成本（běn）也（yě）较高，但（dàn）唯一的优（yōu）势在于可以再次回收（shōu）使（shǐ）用。由于是颗粒状态存在，所以操（cāo）作管（guǎn）理起来就比较方（fāng）便。在活性炭处（chù）理工（gōng）业废水的作业（yè）中，被广泛认（rèn）可的是颗粒状活性炭。

        （2）活性（xìng）炭吸附。活性（xìng）炭具有一定的吸（xī）附能（néng）力，能够对废水（shuǐ）中的一种或者（zhě）多种以上（shàng）的其他物质进行吸附，以达到除去（qù）废水中的杂（zá）质，实（shí）现清洁（jié）水（shuǐ）质的效果。

        （3）影响活性炭（tàn）吸附的因素。在对废水进行（háng）处理时，处理程（chéng）度最终取决于活性炭在废水（shuǐ）中的吸附能力（lì）和吸附杂质的效率。活性（xìng）炭吸附能力的判断标准就是以对废水中杂质的吸附的量来决定（dìng）的，吸附效率则是单位（wèi）体积的活性炭对废水杂质的单位吸（xī）附量（liàng）所用的时（shí）间。首（shǒu）先就是活性炭的（de）单（dān）位体积对（duì）吸附的影响，在对工业废水（shuǐ）进行处（chù）理工作时，通常（cháng）情况下，活性炭（tàn）单位（wèi）体积的（de）大小直（zhí）接决（jué）定了其吸（xī）附能力的大小。由于活性炭表面存在很多的空（kōng）隙（xì），体积小的（de）活性炭其（qí）对应的空隙变化的速度就会加强，所以（yǐ）吸附（fù）能力就强。

        其次就是废水中的酸碱值和水温对活（huó）性炭吸附工（gōng）作的影响。工业（yè）废水在PH值小于7的（de）情（qíng）况下（xià），呈酸性，活性（xìng）炭在酸性的条（tiáo）件下更有利于吸附。考虑到活性炭在吸附时的物理反应为（wéi）放热（rè），如果外界环境的温度较低，就会有利于提高（gāo）活（huó）性炭（tàn）吸附效果。最后就是废水（shuǐ）的浓（nóng）度对活性炭的吸附影响，在其他条件稳定（dìng）的情（qíng）况下，活性炭的（de）吸附（fù）能力随（suí）废（fèi）水浓度的升（shēng）高（gāo）而升高[4]。

        4 活性（xìng）炭（tàn）在污水处（chù）理中的应（yīng）用

        综合考虑活性炭（tàn）的成本（běn）和处理标（biāo）准的问题，所以在对（duì）工业废水进（jìn）行（háng）活性（xìng）炭吸附处理时（shí），主要是吸附排除掉仅（jǐn）有的（de）微量杂质，实现对污水的净化。以下内容则是对活性炭在污水处理中的应（yīng）用进行分析（xī）。（1）活（huó）性（xìng）炭处理含铬（gè）废（fèi）水 。活（huó）性炭对含铬废水的处理。铬（gè）是（shì）以离（lí）子形式大量存在与工业废（fèi）水中的一种金属（shǔ）元素，其化（huà）学（xué）价为正（zhèng）六价，但是其（qí）存在方式是由（yóu）废（fèi）水（shuǐ）的（de）酸碱（jiǎn）值决定的。活（huó）性炭的结构很复杂，利（lì）用其较强的吸附性，能够充分有效（xiào）吸附废水中的铬离（lí）子。利用到物理、化学等综合处理效果（guǒ），对（duì）废水中的铬进行处理，实现净化废（fèi）水的最佳效果。（2）活性炭（tàn）处理含（hán）氰废水。在（zài）工业生产排（pái）放出的废水中（zhōng），都存在一定浓度的（de）含氰物质或者副产氰化（huà）物（wù）。在（zài）全国范围内的工业废水（shuǐ）处理中，运用活性炭对（duì）含氰（qíng）废水的处（chù）理已经越来越（yuè）广泛，但是在废（fèi）水中仍（réng）有少量的氰根（gēn）和氰化氢，且成本也相对（duì）较（jiào）高。

        5 活性炭（tàn）处理（lǐ）工业废（fèi）水的应用远景

        运用（yòng）到（dào）工业废水处（chù）理的活性炭处理（lǐ）技术（shù）已（yǐ）经越来越被重（chóng）视，并且（qiě）随着我（wǒ）国经济的快速发展（zhǎn），对相关技术进一步展（zhǎn）开（kāi）了研究。就活（huó）性炭处理工业废水（shuǐ）问题，对活性炭（tàn）的研究（jiū），从其自（zì）身的（de）表面（miàn）结构（gòu），逐（zhú）步（bù）改善为对表面官能团（tuán）活跃性的研究（jiū），分（fèn）析出官（guān）能团对活性炭的吸附（fù）能力的（de）影响（xiǎng）。最近对炭元素的研究出现了活性炭纤维物质，其（qí）物理特点与传（chuán）统的（de）活（huó）性炭大致相同，直接大约为5～20μm；但是（shì）与传统活（huó）性炭不同的是，活性炭纤（xiān）维具有较强的（de）耐温（wēn）性。作为（wéi）在传统活性炭基础（chǔ）上研发出来的（de）新型吸附剂，具备吸附效率（lǜ）高、能力强和可再生等优势，更够有（yǒu）效（xiào）的处理（lǐ）传统活性炭未能处理的废（fèi）水（shuǐ），操作（zuò）简（jiǎn）单，成本相（xiàng）对较低，可以充分实现对（duì）废水的处（chù）理（lǐ）效果。用一定（dìng）的方法去处理活（huó）性（xìng）炭，让其（qí）表面官能团性（xìng）质与数量改变，这个叫做活性（xìng）炭的改（gǎi）性（xìng）。各（gè）种改性活性炭（tàn）根据其处理方式不同而不同。比如说，以（yǐ）去除有（yǒu）机污染物（wù）为主要目的的（de）活性炭其改性表面的研（yán）究方向就是：减少表面内酯基（jī）及羧基等含氧官能（néng）团的（de）含量，增加活性炭表面（miàn）的疏水（shuǐ）性。

        6 结（jié）束语

        根（gēn）据上文（wén）的分（fèn）析与研究可（kě）知我国现（xiàn）阶段的活性炭处理工（gōng）业废水技术尚未（wèi）完善，有些相（xiàng）关的理论和（hé）技术要求都有（yǒu）待提（tí）高。除此之外还有我（wǒ）国对工业废水处理的活性炭的提供量日益紧张，生产设备少（shǎo），且生产成本越来越高，这一系列因素（sù）限制了活性炭处理技术的发展。与一些发达国家之间的差（chà）距（jù）还是很大的。应针（zhēn）对不同（tóng）处理要（yào）求（qiú）的废水，对（duì）活性炭的功能进行创新（xīn），加大对相关技术理论的（de）研（yán）究（jiū），确保（bǎo）活性炭处理工业废（fèi）水技术的稳定发（fā）展（zhǎn）。进而为我国的活（huó）性（xìng）炭处理废水工作贡献一份力量。