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摘要：本文简要介绍了各类活性炭在对受到微污染水进行处理的应用情况。活性炭能够对水中的微量有机物进行去除，其去除效果十分优秀。本文通过对其的应用技术和活性炭类型进行分析，旨在为处理微污染水源的发展中提供一定的帮助和参考。
关键词：活性炭；微污染；水源处理
一、活性炭介绍
（一）活性炭优势
活性炭的吸附能力比较强，而且，活性能够十分有效的去除一些采用生物法或者其他方法不能去除的有机物，这些有机物主要包括：农药、合成染料以及很多人工合成的有机化合物等，能够在很大程度上提升出水水质量。现阶段，在微污染水源水的处理中，活性炭以及改性活性炭处理技术不断进步，能够取得良好的净水效果。
（二）活性炭应用方法
1.活性炭吸附法
活性炭吸附法主要是利用活性炭的基本特征进行水处理。相关研究表明，活性炭能够十分有效的吸附分子量范围之内的有机物，能够通过多孔固体表面对污水中的有毒物质或者是有机物进行吸附，以此达到净化的目的。在活性炭吸附法的应用中，活性炭吸附有机物的能力与活性炭孔径具体分布情况和有机物的特性具有一定的相关性。活性炭吸附法的吸附方式十分多样，其中包括，接触吸附方式以及移动床吸附方式等，不同的吸附方式实际应用的环境不同。如：流动床吸附方式主要应用与粉末状活性炭处理中。
2.活性炭电解法
活性炭电解法主要利用活性炭的导电性，利用电解作用实行氧化降解，以此达到去除污染物质的作用。活性炭电解法与活性炭吸附法相比优势更加明显，能够显著提升污水中腐殖指数去除率。另外，活性炭电解法还能够十分有效的提高污水活性染料的去除率，并且在色度去除方面也具有非常显著的效果。
3.活性炭作为催化剂或者是催化剂载体
在污水处理中活性炭可以作为催化剂或者催化剂载体发挥净化作用。活性炭作为催化剂在污水处理中应用时，通常与各种氧化剂联合使用，活性炭具有非常好的催化分解能力，能够进一步强化氧化剂的氧化分解反应，从而对污水中的有机污染物进行分解。另外，利用活性炭作为催化剂能够进一步催化氧化处理蒸氨废水，从而有效的提升废水中酚的去除率。
二、各类活性炭应用
（一）粉末活性炭
粉末活性炭是一种常见的活性炭，由于其提炼方便，应用于除色、除臭、净水已经有了较为悠久的历史，这种活性炭价格较为低廉，吸附速度快，能够对污染短期或突发性水质污染进行良好的处理，这种活性炭在各个国家依旧有广泛的使用。粉末活性炭可以与混凝过程相结合，在应用上可以直接投入污染水中，就能够直接吸附水中的各个污染物，而粘在絮状体上的炭粉会在水中沉淀完成后被排出。粉末活性炭由于其与污染物的接触面积较大，从而提高与悬浮颗粒的碰撞几率，有十分良好的吸附作用。
例如在某水源试验过程中，使用加入10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L粉末活性炭，投加粉末活性炭可以有效的应对突发性水质污染情况，对水中的CODMn、色度、UV254等杂质具有良好的去除效果，并且起效速度快。在发生突发性水质污染的情况下，往污染水中混凝剂30s后投加粉末活性炭能快速将粉末活性炭与水混合均匀，且吸附时间较长，故选择投加混凝剂30s后为最佳投加点。综合考虑处理效果和处理成本，粉末活性炭处理东江原水确定最经济投炭量为3 0-40mg/L o（图1为投放量与净化度的关系）
（二）颗粒活性炭
颗粒活性炭也是一种应用较为广泛的活性炭，美、日、欧等多个地区都大多都采用颗粒活性炭作为地面水厂净化的主要方式。
颗粒活性碳的常见使用方法有三种：第一种是采用活性炭将部分砂滤料替换，从而形成双滤层滤池，使用这种方式可以节约成本，还能够提高单层净化效果，将反冲洗次数和反冲洗强度降低，从而完成水质的净化；第二种方式就是将所有的砂滤料用活性炭进行替换，这种方式有着较高的净化率，但是需要较高的成本，所以一般应用于对水质要求较高净化池；第三种方式不使用活性炭对砂滤料进行替换，而是将活性炭过滤层建立在砂滤料过滤层厚，使水质能够先经过砂滤，去除水中的一些杂质和硬物，再进入到活性炭净化池中。这种使用方式能够有效延长活性炭的使用寿命，并对杀虫剂、有机物等物质有十分良好的清除作用，所以这种方式常被用于处理原水中的锰和铁（图2为颗粒活性炭）。
（三）生物活性炭
生物活性炭是一种新型的活性炭，这种活性炭需要与微生物的有机分解反应结合起来。这种活性炭在使用中是通过活性炭的吸附效果将杂质吸附到过滤层中，再经由活性炭层内部的微生物对杂质进行有机分解反应，从而起到净化水质的目的。这类活性炭不仅包含活性炭对杂质的良好吸附力，还能够通过微生物对水质进行进一步净化，这样的净水方式也称为生物活性炭处理。
生物活性炭的使用主要是需要对水中含有的THM情况进行处理。现代净化水中，有一种处理方式被称为氯剂处理，是通过氯处理的方式对原水中的各种有机物进行处理。而如果原水中的有机物在氯剂处理过程中与氯剂发生化学反应，就有可能形成THM和全卤有机化合物，不能起到良好的净化作用。因此，现代采用的氯剂净化中都需要在经氯剂处理后加入生物活性炭处理设备，对水进行二次净化。由于活性炭对THM的吸附容量较小，并且很容易与吸附的TOX发生反应，活性炭的净化效果就会受到影响，但是采用生物活性炭就可以很好的弥补这个缺陷，通过其中的微生物能够有效降低THM和TOX对吸附效果所造成的影响。
（四）臭氧活性炭
臭氧活性炭也是一种新型的活性炭处理方式，其对水质的净化通常分为三个步骤：首先利用臭氧的强氧化性对杂质进行氧化；再利用活性炭对处理后的杂志进行吸附；最后通过活性炭中的有机物对杂质进行处理，将其降解为小分子有机物。而在第一步中由于臭氧发生还原反应而生成的氧能够有效提高水中氧气的溶解度，保证水中的氧气饱和度较高，处于饱和状态或近饱和状态，高浓度的氧气还可以被用作微生物对杂质进行降解的原料，从而呈现出良好的净化效果。
臭氧有着十分强大的氧化性，也可以用于净化水源。在原书中大剂量的投入臭氧可以将水中的有机物完全转化为CO2和H2O，从而达到净水的目的，但是这种方法的可行度不高，一方面是由于大剂量的投入臭氧会导致浪费，经济成本较高；另一方面如果臭氧投放过量，就容易导致在水中生成臭氧副产品，对水质造成二次污染，不仅不能对原水起到净化作用，还会导致污染。所以在实际使用时，一般不采用纯臭氧进行净化。
在使用臭氧对水质进行净化时，往往需要加入活性炭进行混合净化，利用活性炭的强大吸附能力可以有效将臭氧发生还原反应时生成的大量臭氧副产品进行吸附，降低微量的致突变残留，对水质进行进一步处理。在使用过程中，还可以在活性炭表面加入微生物，使活性炭在吸附饱和后，通过微生物对其吸附的杂质进行处理，从而再次恢复活性炭的吸附能力，使活性炭的使用周期大大延长，起到相辅相成的效果（图3为臭氧活性炭处理流程）。
三、总结
由于活性炭对于有机物的吸附具有一定的饱和性，有一定的容量，所以在使用时，需要对活性炭进行及时添加或更换，从而保证活性炭始终具有良好的吸附效果。生物活性碳是众多活性炭种类中对水质处理效果最好的种类，所以可以在使用中进行推广，加入臭氧净化的方式可以对饮用水的进行良好的处理，降低饮用水中含有的氯化后致突变物质，但是臭氧的投放量应当得到严格控制，避免臭氧过量而导致生成一系列的臭氧副产品。
参考文献:
[1]林涛,陈卫,王磊磊等.饮用水活性炭除微污染技术的生物安全性研究[J].哈尔滨工业大学学报,2006,38(12):2194-2198.
[2]王章霞,杨少伟.臭氧—活性炭—起滤联用技术处理高寒地区微污染原水的工程应用[J].给水排水,2015,(7):19-22.
论文作者:王群力
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/31
标签：活性炭论文; 臭氧论文; 有机物论文; 水中论文; 水质论文; 方式论文; 效果论文; 《防护工程》2017年第27期论文;