淺議活性炭在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

王菊 張紅梅

（蘇州登創(chuàng)環(huán)境工程技術(shù)有限公司江蘇太倉 215400）

如今，世界的科技水平發(fā)展如此迅猛，各式各樣的新產(chǎn)品充滿了人們的視野，在如此紛繁的產(chǎn)品背后，是無數(shù)的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的寫照，然而在這樣的大規(guī)模產(chǎn)出的背后，帶來了一系列的環(huán)境污染現(xiàn)象，無論是水環(huán)境還是大氣環(huán)境。制藥、電鍍和石油化工企業(yè)是當(dāng)今世界最主要的三大污染行業(yè)。拿電鍍行業(yè)來說，我國每年排放的電鍍廢水就達(dá)40億立方米，不僅含有大量的重金屬離子，還有大量劇毒物質(zhì)，如果不能夠及時(shí)處理將會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的污染。

活性炭是一種石墨物質(zhì)，具有非常豐富的微小孔隙，因此具備極大的表面積，不僅對(duì)物質(zhì)具有超強(qiáng)的吸附作用，而且其原材料容易制備，性能穩(wěn)定，不易受極端化學(xué)環(huán)境影響，甚至還可以經(jīng)過處理再生，因此其被較廣泛地應(yīng)用在如今的工業(yè)廢水處理中。筆者所在的單位是一家專業(yè)對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理的企業(yè)，目前主要集中于處理印染廢水與電鍍廢水的方向，本文將從這兩個(gè)方面對(duì)活性碳的凈化作用進(jìn)行探析。

1 活性炭在印染廢水處理中的應(yīng)用

在活性炭并沒有大量應(yīng)用于印染廢水的處理前，人們?cè)隽舜罅康脑囼?yàn)對(duì)印染廢水進(jìn)行分析，印染廢水主要有堿性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料需要處理，但是活性炭的孔隙大小決定了其只能處理分子量400以下的染料分子，大分子無能為力，因此只能應(yīng)用在脫色處理中，后來為了讓活性炭處理廢水不再單一化，也為了降低純粹是用活性炭的高成本問題，印染廢水的處理開始采用了活性炭與其他物質(zhì)結(jié)合使用的方法。

首先是活性炭與化學(xué)氧化物質(zhì)結(jié)合的方法，一般的化學(xué)氧化劑有臭氧和二氧化氯等物質(zhì)，該方法主要為首先用氧化劑對(duì)廢水進(jìn)行氧化處理，以降低色度，同時(shí)使用活性炭對(duì)剩余小分子進(jìn)行吸附作用，此種方法的好處是降低了污染成分，減小活性炭吸附的負(fù)荷，能夠延長活性炭的使用壽命，減少單一使用造成的浪費(fèi)。

其次是活性炭與生物物質(zhì)結(jié)合的方法，具體做法是將生物物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)將其中摻雜活性炭顆粒，例如，在生物曝氣池內(nèi)投加活性炭，或者是將還有生物分子的廢水通過活性炭顆粒，形成二者的結(jié)合，這樣在處理廢水時(shí)，活性炭顆粒上的生物物質(zhì)可以將廢水中的難以分解的物質(zhì)進(jìn)行催化分解，同時(shí)分解后的物質(zhì)能夠同時(shí)被活性炭的表面所吸附，大大增強(qiáng)了吸附的效果，也增加了水中物質(zhì)分解的比例，減少了難分解物質(zhì)的數(shù)量，也延長了活性炭的使用周期。

再次是活性炭與鐵屑結(jié)合的處理方法，由于鐵屑具有導(dǎo)電性，因此在具有導(dǎo)電性的廢水中容易與染料分子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，幫助有色分子脫色，活性炭在其中不僅能夠增加表面積加強(qiáng)氧化還原反應(yīng)，也能夠吸附染料反應(yīng)后的雜質(zhì)。范旭日曾利用鐵屑和活性炭對(duì)一份模擬實(shí)際染料廢水的溶液進(jìn)行試驗(yàn)，在最大程度地進(jìn)行八次處理后，用時(shí)約182分鐘，COD可達(dá)到88.28%的去除率，色度達(dá)到了99.3%的去除率。

2 活性炭在電鍍廢水處理中的應(yīng)用

電鍍廢水占據(jù)了我國工業(yè)廢水中極大的組成部分，由于其含有鉻離子、銅離子等眾多重金屬離子，因此對(duì)水質(zhì)具有極大的污染性。一般來說，工業(yè)上廣泛使用活性炭進(jìn)行預(yù)處理，活性炭制備工藝較簡單，不需要復(fù)雜的設(shè)備，因此可以得到廣泛的應(yīng)用。

活性炭在一般使用情況下能夠有效去除電鍍廢水中的鉻離子、銅離子、鎘離子等離子，還有眾多有機(jī)物和生物物質(zhì)，但是活性炭現(xiàn)有的處理水平不能夠滿足更高的處理要求，而且此種環(huán)境下活性炭使用壽命較短，效率不夠高，因此只能使用在工業(yè)電鍍廢水的預(yù)處理工序中，它能夠使鉻離子的去除率從未經(jīng)活性炭預(yù)處理的60%上升到處理后的79%。

活性炭在預(yù)處理中對(duì)電鍍廢水的處理作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：首先是物理吸附，它表面的眾多微小孔隙能夠具有極強(qiáng)的吸附能力，有效吸附廢水溶液中的重金屬離子；其次是化學(xué)吸收，活性炭在制備過程中表面含有眾多的羧基、羥基和羰基，這些官能團(tuán)能夠以靜電吸附的方式對(duì)眾多重金屬離子進(jìn)行吸附作用；再次是化學(xué)還原，由于活性炭在強(qiáng)酸的環(huán)境下，對(duì)于一些高價(jià)的重金屬離子具有一定的還原作用，因此在處理過程中也可以認(rèn)為這些還原作用增加了實(shí)際金屬離子的吸附效果，例如活性炭可以在強(qiáng)酸中將六價(jià)鉻離子還原為三價(jià)并吸附，這樣的處理過程也減少了廢水的氧化性，起到了一定的處理作用。

3 總結(jié)

總的來說，活性炭具有微小的孔隙結(jié)構(gòu)，巨大的表面積，在工業(yè)廢水中能夠以物理吸附的主要方式處理絕大多數(shù)粒子，同時(shí)還能以化學(xué)還原、生物降解等方式進(jìn)行輔助吸附，在更高的處理標(biāo)準(zhǔn)下，活性炭同樣能夠通過與其它物質(zhì)配合作用的方式進(jìn)行進(jìn)一步處理，起到更好的凈水作用，因此，活性炭處理工業(yè)廢水的方法值得進(jìn)一步推廣，同時(shí)其成本與再生效率問題仍然值得進(jìn)一步研究和推廣。

[1]蘆春梅，李增文，姜桂蘭.活性秸稈炭素吸附-化學(xué)氧化法在印染廢水處理中的應(yīng)用研究[J].天津：工業(yè)水處理，2005，25(5)：56-58.

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