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摘要：处理水污染是国际永恒探讨研究的话题，工业中的废水不经过处理直接排放的话，不仅对生态环境造成极大的破坏，对人的身体也会造成极大的损伤。工业废水处理方法有很多种常规的工业废水处理方法是沉淀法、电解法、膜处理法等。我国的活性炭工业废水处理技术开始于20世纪70年代，1976年我国建成第一座处理炼油废水的活性炭处理装置，拉开了活性炭应用工业废水处理的序幕。
关键词：活性炭；工业废水；废水处理
1.活性炭的简介
活性炭是具有无数个细小的孔隙，表面积较大（活性炭的表面积为每克500-1500m2）的，经过特殊处理的炭。其特点是具有非常强的化学、物理吸附能力，同时还具有一定的解毒作用。解毒的机理：利用活性炭表面的面积，把有毒的物质吸靠在其微小的孔洞中，以此来阻止有毒物质的吸收。而且，活性炭还可以和其他多种的化学物质相结合，以此阻止这些物质吸收。活性炭在生产应用的类型较多，一般都是制作成颗粒状或是粉末状。颗粒状的活性炭价格较高，但是可以重复进行使用，而且使用操作管理都方便，多运用于水处理当中。也正因为价格较高，所以在污水的处理当中一般都是用活性炭来进行污水中微量污染物的去除；粉末状的吸附能力强、价格低、制作方便，一般不能重复使用。
2.活性炭在工业废水处理中的应用要点
2.1活性炭对含油污水的处理
石油及其产业的迅速发展，使油污染成为一种常见的污染，严重的影响了环境和生态的平衡。由于石油开采、石油贮运、石油炼制、石油化工、车辆清洗等过程都会产生含有污水，导致含油污水的产量逐渐增多，而且涉及范围广泛。当今对含油污水的处理已经有很多方法，包括重力分离法、粗粒化法、过滤法、超声波法、吸附法等，新的处理方法还在不断的研发中。
吸附法是利用一些亲油性的材料对水中的溶解油和其他溶解性有机物进行吸附的方法。由于含油污水的处理方法较多，而活性炭相对来说成本较高，且活性炭对油的吸附量有限，所以，在含油污水处理中，活性炭吸附法一般用作多级处理的最后一级，来去除废水中的微量污染物，进行水的深度净化处理，处理后的水含油量难度可以降到0.1～0.2mg/L。
2.2活性炭对重金属废水的处理
活性炭对重金属离子的吸附，除了表面积大，发达的孔隙和较大的空容量外，由于活性炭表面稳定且可调控、可改变的含氧和含氮官能团的存在对重金属例子的化学吸附，是决定活性炭吸附重金属离子多少的关键因素。下面以活性炭对含汞和含铬废水的处理进行分析。
2.2.1含汞废水
重金属污染物中以汞的毒性最大，当汞进入人体内，就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高，可以先用化学沉淀法处理，处理后含汞约1mg/L，高时可达2~3mg/L，然后再用活性炭做进一步的处理。
2.2.2含铬废水
随着电镀业的迅猛发展，会产生大量含铬废水。实验证明，6价铬的毒性比3价铬高100倍，会在人、鱼和植物体内蓄积。6价铬对人体皮肤、呼吸系统以及内脏都有伤害，能致呼吸道癌，主要是支气管癌。
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活性炭表面存在大量的含氧基团如羟基（—OH）、羧基（—COOH）等，它们都有静电吸附功能，对Cr（Ⅵ）产生化学吸附作用，能有效地吸附废水中的Cr（Ⅵ），吸附后的废水可达到国家排放标准。实验表明，溶液中Cr（Ⅵ）质量浓度为50mg/L、pH=3、吸附时间为1.5h时，活性炭的吸附性能和Cr（Ⅵ）的去除率达到最佳效果。
利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中Cr（Ⅵ）的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用低，有一定的社会效益。
2.3 PCB印制电路板中的处理
PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。虽然其具有可高密度化、高可靠性等特点，提高了劳动生产率、降低了成本。但是其在生产过程也会产生诸多的废水需要处理。
PCB生产废水中的主要污染物（如：重金属、NH3-N、有机物等）来源于PCB生产的湿法加工工序；线路图形底片制作工段中，由于感光材料底片的主体是卤化银，因此会有含银废水产生。内层线路制作工段中，刷板／磨板工序有含铜（粉尘）废水产生；微蚀、酸性蚀铜工序有含铜废水和废蚀铜母液产生；去膜工序会产生有机废水。电镀（化学镀）工段中，膨松、除胶渣、整孔工序会产生有机废水和高锰酸钾废液；化学铜工序有铜EDTA 络合废水产生，电镀铜工序有少量含铜废水产生；电镀金和化学金工序有含氰、含金废水产生。
基于以上PCB生产中的排除的废水，因此在采用活性炭进行PCB印制电路板的废水处理中，可以采用阳离子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵对活性炭进行改性，以对含氰废水的处理为例，当废水的pH值为8，改性活性炭的质量浓度为12g/L，吸附时间为5h，反应温度为20℃时，CN-的去除率可达到99%以上，处理后废水中CN-的质量浓度低于0.5mg/L。该吸附反应符合Langmuir等温方程，具有处理含氰废水效果好、操作简单等优点。
3.活性炭在工业废水处理应用中应解决的问题
3.1 粉尘飞扬的污染问题
由于粉末活性炭在诸多环节如装卸、拆包、配制、投加过程中劳动强度大、容易引起粉尘飞扬，造成工作环境恶劣，成为制约粉末活性炭技术应用的一个关键的、实质性的问题。
3.2 投资、运行及成本控制
粉末活性炭作为一种有效的强化或废水深度处理方法，必须确保待处理废水水质较好，尽量延长其循环使用周期，以减少活性炭用量，节约运营费用。
对于生物活性炭池，由于炭床空间中生长的微生物总量有限，因此只有当炭床在单位时间内从废水中吸附截留下来的有机物总量小于炭床微生物的最大分解再生能力时，才能维持动态平衡，确保长期稳定运行。一般设计时应控制进水CODcr在200mg/l以下，同时考虑设置跨越管，以免事故排放时对炭床造成不易恢复的损害。
加强生物炭池的操作管理，制定相关操作规程。加强反冲洗并控制好强度，防止活性炭流失；运转时保证连续曝气，不进水或水量少时可适当减少供气量。
结束语
综上所述，活性炭以其特殊的功能和作用在工业废水的处理中起着重要的作用。但其广泛应用还存在着限制性的问题，我们要加快对活性炭的研究，充分发挥活性炭在各个领域的作用。
参考文献
[1]王菊，张红梅.浅议活性炭在工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保.2013.
[2]刘德国.试论活性炭在工业废水处理中的应用[J].大陆桥视野.2012.
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[4]徐越群，赵巧丽.活性炭吸附技术及其在水处理中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2010.
论文作者:卓春清
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/4
标签：活性炭论文; 废水论文; 废水处理论文; 工业论文; 工序论文; 污水论文; 重金属论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;