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摘要：我国的水体污染问题较严重，江河湖泊等的污染率已经达到了80.1%，污水处理问题是我国要解决的重要问题。本文主要介绍竹炭在污水处理中对水体中的有机物、重金属离子等的吸附作用，说明了竹炭在污水处理中的重要作用，指出在污水处理中竹炭的应用问题。
关键词：污水处理；竹炭；吸附；应用
引言
我国地域广阔，总体水资源充足，但大部分水体被严重污染，据统计，江河湖库底质的污染率高达80.1%，污水处理问题是我国要解决的重要问题。吸附法是解决污水问题的重要方法，此种方法具有经济、简便、效率高等优点。竹炭是吸附法应用的重要材料，具有广泛的应用。
1 竹炭在污水处理应用中的优势
（1）竹类植物具有很强的生长能力，我国竹炭资源丰富，成本较低，同时机械强度较高；
（2）可以代替木质的活性炭，减少木材浪费，保护环境；同时有利于发展竹类等农业经济，促进经济发展；
（3）竹炭的材质较硬，具有多孔的结构，比表面积较大，具有很好的吸附性能，完全可以在污水处理中应用。
1.1竹炭在吸附水中有机物方面的应用
水中重要的有害的有机污染物包括：苯胺化合物、酚类化合物、有机的卤化物、硝基苯化物等，这些类污染物分部面积广阔，数量巨大，会造成人体健康的重大危害，并且对生态环境造成重大破坏。竹炭在对水体中有机物的吸附方面具有很强的能力。
1.2 对苯胺化合物的吸附作用
在酸性HAc-NaAc水体中，竹炭对苯胺化合物具有特别强的吸附能力，能很好的去掉水中的苯胺化合物，特别是在PH=5.9的环境下具有最强的吸附性能；在整个的吸附过程中，会释放出一定的热量；同时，对完成吸附过程的竹炭在一定浓度的硫酸中进行微波加热处理，可以帮助竹炭完成吸附能力的修复，可以恢复到原吸附能力的97%。
1.3 对酚类化合物的吸附作用
（1）竹炭比面积较大，具有很好的吸附性能的主要原因在于竹炭的细胞壁微孔，可以通过掺氮氧化钛溶胶对竹炭进行改性，在竹炭的表面布满氧化钛颗粒，可以明显的提升竹炭的光催化性能；
（2）研究表明，在30℃的情况下，竹炭对苯酚的吸收速度随着溶液中苯酚浓度的增多和竹炭颗粒直径的减小而提升；同时，活性竹炭在吸收苯酚溶液的过程中，最主要的速度控制方式为颗粒内扩散；
（3）在吸附性和抗菌作用方面，载银活性炭具有很好的性能而得到广泛的应用。它除了对有机物和部分的无机物具有很好的吸附作用外，还可以很好的防止细菌的生长及繁殖。在PH=2.2的环境下载银活性炭具有最强的吸附性能，可以吸收水中90%的苯酚化合物；
（4）可通过碱性溶液浸泡+微波加热的方法加强竹炭对苯酚的吸附能力，同时可以采用微波的方式修复吸附苯酚后的竹炭，在水中竹炭吸附能力可以恢复到90%，在碱性溶液中吸附能力可以恢复到96%。
（5）在工业废水中具有大量的硝基苯酚毒性物质，其很难进行分解，对环境造成重大污染。可以通过硝酸进行竹炭改性，可以提高竹炭的比表面积，增强其吸附能力。改性的竹炭对硝基苯酚的吸收是吸热的过程，随着温度的增加其吸收能力增强。
2 竹炭在吸附重金属离子方面的应用
水中的重金属离子主要包括：贡、镉、铅、铬、砷、铜、锌等，对水的质量产生严重影响，进而产生对人体的损害。通过竹炭可以很好的吸附水中的重金属离子，保证水体安全。
2.1 对贡的吸收
水中的汞离子可以危害人身功能基团的活性，阻止细胞的正常新陈代谢，最终会导致细胞的坏死，人身健康受到较大损害。研究表明，竹炭对水中的汞离子具有较强的吸附能力，可以吸附99.5%的汞离子；在PH=3.2—6.2范围内的溶液中竹炭对汞离子的吸附能力也较强，特别是在PH=5.9的溶液中吸附能力最强。但在较高温度的溶液中，竹炭对汞离子的吸附能力较弱。通过水+微波加热的方式可以修复吸附后的竹炭的能力，修复后吸附能力可以达到原来的97%以上。
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2.2 对镉的吸收
镉这种元素可以在人体中进行长期的累积，镉中毒时患者会出现神经痛、骨痛等现象，在病重后期，患者会出现骨骼软化、骨质疏松、四肢弯曲、疼痛难忍等现象。研究表明，竹炭可以有效的吸收溶液中的镉离子，其吸附量是随着时间的延长成上升趋势的，14个小时左右达到满负荷的状态。不同温度具有不同的吸附能力，温度分别为15、25、45℃时的最大吸附量分别为0.81、1.05、2.01mg/g。在PH=3.0—6.5范围内的溶液中竹炭对镉离子的吸附能力也较强，特别是在PH=5.7的溶液中吸附能力最强。通过水+微波加热的方式可以修复吸附后的竹炭的能力，修复后吸附能力可以达到原来的93%以上。
2.3 对铅的吸收
在我们的生活中，蓄电池、冶炼、电镀等内容都可能造成铅污染，铅污染主要会造成神经性能失调、肾损伤、贫血症等症状，特别是对于免疫力较低的群体更是作用明显。研究发现，竹炭对二价铅离子具有较强的吸附能力，并且竹炭的颗粒直径越小，对铅离子的吸附能力就越强。竹炭颗粒直径在0.05mm时对铅离子的吸附能力达到99.76%。竹炭对铅的最佳吸附条件为：溶液PH=6—7，温度为25℃，吸附维持时间为4小时，竹炭的用量为100mg/L。
2.4 对铬的吸收
在我们的生活中，金属加工、电镀、制革等行业都可能造成铬污染，铬是以三种形态存在于环境当中的，分别为二价铬、三价铬、六价铬，其中六价铬对人体的危害最大。研究发现，竹炭对六价铬离子具有较强的吸附能力，并且竹炭的颗粒直径越小，对铬离子的吸附能力就越强，吸附能力达到90%以上。特别是在酸性环境下，竹炭对铬离子具有更好的吸附作用。
2.4 对砷的吸收
在我们的生活中，采矿、冶金、农药化肥、皮革等行业都可能造成砷污染，其中三价砷是毒性最强的污染物，例如砒霜，学名为三氧化二砷，具有极强的毒性。研究发现，竹炭能够很好的吸收溶液中的三价砷离子，吸收能力可以达到75%以上，在PH=3—12.5的溶液中，竹炭都可以很好的吸收砷离子。但初始溶液中，砷离子质量浓度越高，竹炭对其吸收能力越弱，在180分钟左右可以达到吸收的饱和。在酸、碱性溶液中的可以达到最佳能力的温度分别为30、40℃。
2.5 对铜吸收
铜在人体中是以微量元素的形式存在的，不可或缺。但在人体中含有过多的此种元素则会引起中毒的现象。相关的实验为：浓度为1mg/L的铜离子溶液，用量50ml，其中加入1g的竹炭，对铜离子的吸收能力达到了96.49%。研究表明，竹炭的颗粒直径越小，对铜离子的吸附能力就越强；初始溶液中，铜离子质量浓度越高，竹炭对其吸收能力越弱；竹炭可以快速的吸收溶液中的铜离子，主要的吸附行为发生在30分钟之内，2小时就可以达到饱和的程度，最好的吸收温度为30℃，最好的溶液PH=3.8，不同温度具有不同的吸附能力，温度分别为15、25、45℃时的最大吸附量分别为4.13、4.45、4.23mg/g。竹炭对溶液中的金属离子吸附能力与活性炭较为接近，是很好的金属离子吸收剂。
2.5 对锌吸收
与铜一样，锌也是人体中不可缺少的微量元素，但要保持适当的含量，否则同样会发生中毒的现象。研究表明，竹炭在PH=3.2—6.2的溶液中对锌离子的吸收能力较强，特别是在PH=5.3的溶液中达到对锌离子的最佳吸附性能。竹炭对锌离子的吸附过程是放热的过程，即随着温度的增高，吸附的能力将降低。通过水+微波加热的方式可以修复吸附后的竹炭的能力，修复后吸附能力可以达到原来的97%以上。
综上所述，由于竹炭可以很好的吸收水中的汞、镉、铅、铬、砷、铜、锌等元素，并且通过一定的技术处理可以重复利用，同时竹炭具有成本低的优点，可以很好的应用在污水处理中。
3 结束语
在污水处理技术中，降低并消除水中的有害物质是首要的也是最重要的任务。由于竹炭具有成本低、来源广泛、强度高、吸收能力强等优势已被人们广泛重视，可以在功能上很好的替代价格昂贵的活性炭，在污水处理领域具有广阔的发展前景。
参考文献：
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[2]王桂仙，王慕华，张启伟.竹炭对苯胺的吸附特性[J].林业科学，2008，44（3）：135-138
[3]邹照华，何素芳，韩彩芸.吸附法处理重金属废水研究进展[J].环境保护科学，2010，36（3）：13-14
作者简介：
陆大伟，1985年3月生，目前是中级职称，主要从事市政给排水设计。
刘曦，1987 年1月生，目前是助理工程师，主要从事市政给排水工设计。
论文作者:陆大伟,刘曦
论文发表刊物:《基层建设》2015年18期供稿
论文发表时间:2016/1/12
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