生活污水處理中應(yīng)用活性炭?jī)艋夹g(shù)的分析

李建霞

摘 要：隨著社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高，生活中的污水排放量也呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，生活中的污水如何得到有效處理成為一個(gè)新的亟待解決的課題。如果不對(duì)生活污水進(jìn)行及時(shí)處理，造成的水質(zhì)污染所帶來(lái)的后果是非常嚴(yán)重的?；钚蕴?jī)艋夹g(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了這方面問(wèn)題。本文主要首先概述了生活污水處理中應(yīng)用活性炭?jī)艋夹g(shù)的意義，然后闡述了活性炭的運(yùn)作原理，以及活性炭在生活污水凈化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生活污水處理;活性炭;凈化技術(shù)

活性炭?jī)艋夹g(shù)是一種常見(jiàn)于污水處理中的技術(shù)，通過(guò)將活性炭這種吸附劑運(yùn)用到污水的處理中，從而使雜質(zhì)被吸附在其表面來(lái)實(shí)現(xiàn)凈化污水的目的?；钚蕴烤托螒B(tài)來(lái)說(shuō)一般分為粉狀和粒狀兩種，前者在污水處理中有著較為悠久的歷史?；钚蕴康脑牧弦话慵性诶鴱U料、果殼和木材等，雖然果殼是一種最佳的活性炭原材料，但是由于存在各種因素的束縛，使得這種原材料的活性炭?jī)r(jià)格較高，不利于活性炭的普及和使用。為了改變這種現(xiàn)狀，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始研究以垃圾廢料來(lái)制作活性炭的方法，現(xiàn)階段我國(guó)在這方面已經(jīng)取得了一定的成就。

1 生活污水處理中應(yīng)用活性炭?jī)艋夹g(shù)的意義

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)了人們物質(zhì)生活的不斷發(fā)展。一方面人們可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展感受到生活發(fā)生了翻天覆地的變化，另一方面經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來(lái)了很多負(fù)面影響，其中最為典型的就是環(huán)境污染。水污染作為環(huán)境污染中的一個(gè)重要內(nèi)容，在我國(guó)甚至國(guó)家社會(huì)上都是需要面臨和解決的一個(gè)頭等問(wèn)題。水污染很多時(shí)候都是由日常生活中排放的污水所引起的，為了解決這些污染問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外嘗試了很多中解決的方法，比如傳統(tǒng)的化學(xué)加工處理方法，還要物理處理方法，但是這些方法在實(shí)際的污水處理中都沒(méi)有能夠發(fā)揮出很好的處理效果[1]。活性炭的出現(xiàn)，打破了這種局面，由于它在污水處理中的操作較為簡(jiǎn)單方便，污水處理的實(shí)際能力也較傳統(tǒng)方法高，所以已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于國(guó)內(nèi)外的各種污水處理實(shí)例當(dāng)中。

2 活性炭的運(yùn)作原理

在實(shí)際的污水處理過(guò)程中，活性炭吸附雜質(zhì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的過(guò)程，涉及到化學(xué)雜合力、分子作用力和離子吸引力之間的相互影響和作用，所以在活性炭的制作過(guò)程中需要根據(jù)不同的污水處理需求來(lái)制作不同標(biāo)準(zhǔn)的活性炭[2]?；钚蕴恐阅軌蛭剿械碾s質(zhì)，主要還是因?yàn)樗旧砭途邆涠嗫椎奶卣?，所以它在污水處理中能夠?qū)⒁环N或者以上的雜質(zhì)吸附在其表面，從而實(shí)現(xiàn)凈化污水的目標(biāo)。水中的微生物、有機(jī)物甚至臭味都可以成為活性炭的吸附對(duì)象，所以活性炭的應(yīng)用范圍較為廣泛。在活性炭吸附雜質(zhì)的過(guò)程中，通常會(huì)包含快速擴(kuò)散和慢速擴(kuò)散兩種形式，溶質(zhì)分子通過(guò)碳分子中大孔進(jìn)行擴(kuò)散則屬于快速擴(kuò)散，可以吸附大量的雜質(zhì)。而溶質(zhì)分子在通過(guò)碳分子中的大孔擴(kuò)散至連接大孔的細(xì)孔中時(shí)，細(xì)孔的口徑較小，阻力增大，所以擴(kuò)散速度開(kāi)始變慢，此時(shí)便為慢速擴(kuò)散。由此兩種溶質(zhì)分子的擴(kuò)散形式可以看出，活性炭的吸附能力不僅與碳分子的表面有著關(guān)聯(lián)，還與連接大孔的細(xì)孔的口徑存在緊密的聯(lián)系[3]。大孔就好比汽車(chē)行駛中的高速公路，為溶質(zhì)分子提供路徑，所以大孔決定了溶質(zhì)分子的吸附力。當(dāng)然，水中的有機(jī)物呈現(xiàn)出各種大小分子的狀態(tài)，而細(xì)孔占碳分子表面的比重呈壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)，所以細(xì)孔決定著碳分子吸附量的高低。一般來(lái)說(shuō)，溶質(zhì)分子的吸附主要受分子作用力的影響，而不同的活性炭的孔徑大小和結(jié)構(gòu)分布有著很大的不同，所以每種活性炭對(duì)于溶質(zhì)分子的吸附能力也有所不同。鑒于此，在生活污水的實(shí)際處理過(guò)程中，需要根據(jù)不同的污水處理需求來(lái)選擇不同類(lèi)型的活性炭，從而提高凈化生活污水的能力。活性炭的運(yùn)作原理圖如圖1所示。

3 活性炭?jī)艋夹g(shù)在生活污水處理中的應(yīng)用

3.1 生物活性炭技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

活性炭由于其存在獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)，所以具備較高的吸附能力和催化能力，再加上它有著生產(chǎn)方便、耐高溫和耐酸堿的特點(diǎn)，在污水處理中不會(huì)造成二次污染，使得它成為當(dāng)前最受歡迎的一種污水吸附劑。污水處理中，活性炭不僅可以吸附水中的苯酚、有機(jī)物和油漬，還可以吸附一些難聞的氣味，對(duì)于水質(zhì)的凈化有著非常明顯的效果。就活性炭的吸附方式來(lái)說(shuō)，目前常見(jiàn)的有流動(dòng)床、移動(dòng)床、固定床和接觸吸附，比如前面提到的粉狀形態(tài)的活性炭就只能通過(guò)接觸的方式來(lái)吸附污水中的雜質(zhì)。粉狀形態(tài)的活性炭在吸附的過(guò)程中，涉及到分子作用力和離子吸引力之間的相互影響和作用，過(guò)程也相對(duì)較為復(fù)雜。為了能夠?qū)⒒钚蕴績(jī)艋夹g(shù)水平提升至一個(gè)新的臺(tái)階，國(guó)內(nèi)外對(duì)于活性炭?jī)艋夹g(shù)的研究從未中斷過(guò)，一種新的活性炭?jī)艋夹g(shù)便出現(xiàn)在了大眾的視野范圍內(nèi)，即BAC技術(shù)。BAC的中文名是生物活性炭，通過(guò)在活性炭上固定微生物，實(shí)現(xiàn)活性炭吸附水中有機(jī)物，微生物分解有機(jī)物的雙重目標(biāo)。這一技術(shù)結(jié)合了微生物分解有機(jī)物的特點(diǎn)，在污水的處理過(guò)程中發(fā)揮了巨大的作用，所以已經(jīng)被廣泛運(yùn)用至實(shí)際的生活污水處理工程當(dāng)中。BAC技術(shù)通過(guò)將活性炭吸附有機(jī)物、微生物分解有機(jī)物融合為一體，可以給固定在活性炭上面的微生物提供必要的營(yíng)養(yǎng)供給，而微生物對(duì)于有機(jī)物的分解又為活性炭的再次利用提供了可能性。目前，這種新型技術(shù)已經(jīng)被我國(guó)運(yùn)用至日常的生活污水處理當(dāng)中，已經(jīng)取得了非常顯著的成效。

3.2 活性炭聯(lián)用技術(shù)在生活污水處理中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，生活污水導(dǎo)致的水體污染現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，各種類(lèi)型的水體污染層出不窮。如果只靠活性炭的單一吸附功能，已經(jīng)不能滿足于處理生活污水的需求，也不符合時(shí)代發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。為了更好地應(yīng)對(duì)和處理各種復(fù)雜的水質(zhì)污染，活性炭聯(lián)用技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。在這些常見(jiàn)的活性炭聯(lián)用技術(shù)當(dāng)中，最為典型的是活性炭與膜的聯(lián)用、活性炭與二氧化鈦的聯(lián)用、活性炭與高錳酸鉀的聯(lián)用。

首先，在日常的生活中，雖然水污染已經(jīng)得到了一定程度解決，但是對(duì)于水質(zhì)污染的預(yù)防工作一直是頭等大事，尤其是生活中的飲用水，更是被稱(chēng)作“生命之源”。為了居民能夠在日常生活中喝上健康的飲用水，需要通過(guò)活性炭與膜的聯(lián)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飲用水的深度凈化處理。按膜的孔徑的大小來(lái)進(jìn)行劃分的話，膜包含超濾膜、納濾膜和反滲透膜三種類(lèi)型，可以根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)選擇不同的膜。這種膜與活性炭的聯(lián)用技術(shù)能夠有效避免只用其中一個(gè)凈化裝備的缺陷。其次，二氧化鈦是一種非常優(yōu)秀的光解催化劑，在水質(zhì)的防污方面有著非常好的效果。通過(guò)將其與活性炭進(jìn)行聯(lián)用，不僅可以提高活性炭的吸附能力，也可以加速污水處理中光解反應(yīng)的進(jìn)度。最后，高錳酸鉀是一種去除有機(jī)物的重要材料，所以將其與活性炭聯(lián)用，可以加快污水中有機(jī)物的凈化速度。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，活性炭由于自身具備多孔特點(diǎn)，加上它具備生產(chǎn)方便，使用過(guò)程較為簡(jiǎn)便，所以在生活污水處理中有著非常顯著的作用。活性炭?jī)艋夹g(shù)的過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的過(guò)程，不同類(lèi)型的活性炭對(duì)于不同的水質(zhì)處理的能力也有所不同，因此我們需要根據(jù)生活污水處理的實(shí)際需求來(lái)選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的活性炭。在活性炭?jī)艋钗鬯倪^(guò)程中，我們不僅要注重發(fā)揮活性炭本身的吸附作用，還需要通過(guò)將其與其他凈化材料聯(lián)合使用來(lái)實(shí)現(xiàn)多重凈化目的，從而實(shí)現(xiàn)活性炭?jī)艋夹g(shù)的與時(shí)俱進(jìn)。

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