生態(tài)碳纖維在水污染治理中的吸附及掛膜性能運(yùn)用

周揚(yáng)

【摘? 要】近些年來，水污染問題變得非常的嚴(yán)重，實(shí)施水處理工作迫在眉睫。而碳纖維屬于一種吸附性能比較強(qiáng)的材料，在污水處理的過程中具備非常良好的應(yīng)用效果。本篇文章主要對碳纖維在水污染治理中的吸附及掛膜性能運(yùn)用進(jìn)行簡單的介紹，希望可以給大家?guī)ヒ恍﹩l(fā)。

【關(guān)鍵詞】生態(tài);炭纖維;治理

引言

河流富營養(yǎng)化一直在持續(xù)的加深，污水處理的難度變得非常大，對水處理技術(shù)也提出了比較高的要求。特別是一些低污染的水，由于水質(zhì)的穩(wěn)定性比較差，水量比較大，污染濃度非常低。利用傳統(tǒng)化的水處理方法不能使得它們得到良好的處理。因此，尋找更有效的治理方法是非常必要的。而碳纖維材料屬于一種新型材料，其具備高吸附性以及掛膜性能，在水處理的應(yīng)用當(dāng)中存在比較顯著的成果。

1.水污染因素

1.1不合理使用農(nóng)藥以及化肥

近些年來，我國的城市化進(jìn)程一直在加快，大量土地被占用，進(jìn)而使得我國的耕地面積大大的縮減。為了進(jìn)一步增加耕地的產(chǎn)量并降低農(nóng)作物病蟲害的出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中利用了大量的農(nóng)藥以及化肥。盡管在一定程度上，農(nóng)產(chǎn)品的需求以及我國人口的快速增長之間相適應(yīng)，但是卻導(dǎo)致土地以及飲用水源出現(xiàn)嚴(yán)重污染的情況。在農(nóng)藥的使用當(dāng)中，由于我國非常多的農(nóng)民都具備較低的素質(zhì)，對農(nóng)藥過量使用或使用不當(dāng)，最終出現(xiàn)高毒性農(nóng)藥使用的情況。使用農(nóng)藥的過程中，通常需要利用水源。一些農(nóng)民常常會利用附近的河流，或者在湖邊配置一些藥水。由于農(nóng)民的存在非常低的環(huán)保意識，他們常常在河湖邊丟棄一些農(nóng)藥袋或者農(nóng)藥瓶，造成農(nóng)藥殘留流入到河湖當(dāng)中，對飲用水造成非常大的威脅。在化學(xué)肥料的利用中，為了使得農(nóng)作物增產(chǎn)，非常多的農(nóng)民使用過量的氮以及磷肥，這些肥料會使得土壤酸化，并且會在滲入的過程中進(jìn)入地下水或者沖入河流以及湖泊，對飲用水源造成較大威脅。

1.2畜牧以及水產(chǎn)養(yǎng)殖造成的污染

我國經(jīng)濟(jì)一直在持續(xù)的發(fā)展，農(nóng)村畜牧養(yǎng)殖業(yè)得到迅速發(fā)展。由于受到條件以及技術(shù)的限制，農(nóng)民一般都存在較低的環(huán)保意識，水生魚的糞便以及飼料等隨意的放置，這些牲畜的糞便當(dāng)中一般都含有非常多的大腸桿菌，寄生蟲卵以及其他的一些微生物，水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料當(dāng)中也包含非常多的碳以及磷成分，使得飲用水資源出現(xiàn)富營養(yǎng)化的現(xiàn)象。

1.3生活污染

我國農(nóng)村地區(qū)的污水處理以及垃圾處理等公共基礎(chǔ)設(shè)施非常的缺乏，農(nóng)村人民存在較低的環(huán)境保護(hù)意識，最終使得生活污水以及垃圾隨意堆積。按照有關(guān)資料調(diào)查，農(nóng)村地區(qū)當(dāng)中的廁所，垃圾場以及畜牧場等距離河流以非常近。如果下雨，這些被雨水沖刷的污染水源將會滲入到河流當(dāng)中，從而造成飲用水遭受嚴(yán)重的污染。

2.碳纖維的性能及其對水處理的意義

碳纖維屬于一種新型的纖維材料，碳含量大于95%。具備高模量，耐高溫（可以在2000℃的環(huán)境當(dāng)中使用），高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱性以及耐化學(xué)腐蝕（不會遭受強(qiáng)酸，有機(jī)溶劑以及強(qiáng)堿的腐蝕）等特點(diǎn)。其存在較小的熱膨脹系數(shù)以及摩擦系數(shù)。與此同時，碳纖維還存在良好的吸附以及掛膜性能。因此，碳纖維在對水實(shí)施處理時，可以很好的吸附污水當(dāng)中存在的氮，重金屬以及其他的一些大分子物質(zhì)等，可以有效的對水中活性污泥的形成起到促進(jìn)作用，使得污水中的有機(jī)物得到降低，最終使得水達(dá)到凈化的效果。碳纖維可以使得傳統(tǒng)水處理工藝當(dāng)中的一些難題得到輕松的解決，在水處理工作當(dāng)中具備非常顯著的成績。

3.碳纖維污水凈化技術(shù)及設(shè)備的特點(diǎn)以及優(yōu)勢

主要可以在這些方面體現(xiàn)：①生物碳纖維屬于環(huán)保性的材料，填料的污水凈??化性能已經(jīng)逐漸的達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。其屬于技術(shù)領(lǐng)先的填料，普通的活性炭纖維在性能以及成本方面都是非常優(yōu)越的，因此生態(tài)碳纖維的使用是比較廣泛的;②碳纖維污水處理設(shè)備以及技術(shù)在各個污水處理領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用的過程中，可以發(fā)現(xiàn)其存在良好的節(jié)能減排作用;③該應(yīng)用不僅可以使得污水實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，而且大大的提升了企業(yè)廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)水平，為我國的污水循環(huán)利用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持，對于我國的污水控制以及減排起到很大的促進(jìn)作用，保障我國在發(fā)展當(dāng)中具備可持續(xù)性，應(yīng)用前景非常良好;④由于碳纖維材料的穩(wěn)定性良好，重量比較輕，機(jī)械強(qiáng)度非常高，安裝以及維護(hù)比較的方便，壽命長，單位能耗比較低以及價格低等優(yōu)點(diǎn)，在使用的過程中可以節(jié)省投資以及運(yùn)行成本，因此將會獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益;⑤該技術(shù)不僅可以在水產(chǎn)品養(yǎng)殖池塘凈化當(dāng)中應(yīng)用，還可以在養(yǎng)豬場廢水凈化，石化廢水凈化，生活污水處理廠升級，江湖微污染水體，制藥廢水凈化中進(jìn)行應(yīng)用，因此其應(yīng)用范圍是非常廣泛的。

4.碳纖維在水處理中的應(yīng)用

4.1在飲用水凈化當(dāng)中的應(yīng)用

飲用水的凈化主要指的是利用吸附水當(dāng)中的大分子物質(zhì)，進(jìn)而使得水的毒性得到降低。這些物質(zhì)不僅會對于飲用水的純度造成影響，還會嚴(yán)重的危害人體的健康。使用傳統(tǒng)化的水處理工藝，比如粗?；钚蕴繉λM(jìn)行凈化，其凈化效果非常差，對于某些有機(jī)物的去除也不是非常的理想。碳纖維具備大的表面積以及孔隙面積，吸附能力以及掛膜性能非常良好，可以使得水中的大分子物質(zhì)輕易的去除。與此同時，碳纖維材料表面含有羥基以及氧官能團(tuán)等物質(zhì)，可以使得水中的二氯乙酸，鹵代乙酸以及三氯乙酸等有機(jī)物得到有效的吸附，進(jìn)而使得水污染程度大大的降低。

4.2在處理工業(yè)廢水中的應(yīng)用

工業(yè)廢水的處理主要指的是對水中重金屬以及有機(jī)染料實(shí)施吸附處理。到目前為止，碳纖維在工業(yè)廢水當(dāng)中的應(yīng)用包含非常多的方面，比如：化學(xué)，印刷，制藥以及造紙等。在印染廢水凈化的過程當(dāng)中，碳纖維主要使用物理吸附的功能。其對有機(jī)染料的具體吸附能力與物理環(huán)境存在非常大的關(guān)系。因此，選擇合適的溫度，可以使得吸附能力大大的提升。在造紙廢水的處理當(dāng)中，其吸附能力將會遭受污染物濃度的具體影響。如果污染物（COD）濃度大致屬于1000mg/L時，那么其就會存在較高的吸附能力。關(guān)于不同的材料，選擇的溫度也存在不同性。比如：在有機(jī)染料的實(shí)際吸附當(dāng)中，如果溫度升高，那么其吸附容量也會大大的增加;在對苯酚進(jìn)行吸附的過程當(dāng)中，其吸附能力會在溫度升高的過程中出現(xiàn)降低的情況。除此之外，碳纖維對重金屬也存在一定的吸附能力。通過一些研究發(fā)現(xiàn)，利用聚丙烯腈基碳纖維可以對于水中的銅以及鉛離子進(jìn)行很好的吸收，不僅可以使得水進(jìn)一步凈化，還可以使得重金屬得到回收。

4.3在富營養(yǎng)化水處理當(dāng)中的應(yīng)用

富營養(yǎng)化水主要指的是水中含有非常多的氮，鉀，磷以及其他的一些元素，從而造成藻類大量的繁殖，使得生態(tài)平衡被嚴(yán)重的破壞。把碳纖維在營養(yǎng)豐富的水中進(jìn)行應(yīng)用，碳纖維可以使得水中含有NH4+-N，TP以及COD得到有效的去除，關(guān)于藻類植物的繁殖也會得到大大的限制，并使得水中有機(jī)物的出現(xiàn)大大的降低。可以在農(nóng)場廢水處理當(dāng)中進(jìn)行使用，效果非常良好。

5.結(jié)束語

總之，新材料碳纖維在水處理當(dāng)中的使用是非常廣泛的，主要包含：飲用水凈化處理，營養(yǎng)水處理以及工業(yè)廢水處理等，并且在這些方面取得了非常良好的效果，為水污染處理作出了很大的貢獻(xiàn)。因此我們一定要強(qiáng)化對碳纖維材料的具體分析，通過對碳纖維的持續(xù)性以及深入性的研究，使其在水處理當(dāng)中的應(yīng)用效果大大的提升。

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