摘要：伴随着当前我国工业的迅速发展，随之而来的是造成的严重的环境问题，其中工业废水的处理问题已经成为了影响工业发展和城市生产生活的头号难题。对于工业废水的处理，人们在寻找一种来源多且成本低还能反复应用的处理水污染材料，它应具有很强的吸附力，同时又有很大的机械强度，既可以作为吸附剂又可以和别的材料组合成复合型材料，来担任催化剂载体的角色，而活性炭正好可以符合对工业废水处理的应用标准。
关键词：活性炭吸附法；工业废水；废水处理
引言
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有沉淀法、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，拉开了活性炭应用于工业废水处理的序幕。
1.活性炭工作机理及特点
1.1工作机理
活性炭，又被称为活性炭黑，是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。它的主要成分是碳、氧、氢等元素。主要原料几乎可以是一切含碳的有机材料，例如煤、木材、果壳等。活性炭的工作机理，主要是利用它吸附能力强的特性。活性炭的吸附能力主要是指利用活性炭体表面对水中的一种或多种物质进行吸附，以此来达到净化水质的目的。活性炭的吸附能力一般与活性炭自身的孔隙和结构有关。被吸附物质越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。在吸附废有毒物质时，是一个非常复杂的过程，一般是物理吸附性和化学吸附性两者同时进行的。
1.2特点
1.2.1优点
①实际应用中，所需要的设备便于操作人员操作使用，易于管理。
②处理废水时所需的化学药品很少，实际应用时成本较低。
③与其他废水处理方式相比，整体投资小。
④在废水处理时，同时吸附了氰化物和重金属。
⑤回收的贵重金属能带来额外经济效益。
1.2.2缺点
①只适用含杂质成分较少的污水。
②废水处理设备需进行一定的防护措施，如防腐保护。
③对废水的pH值范围要求过于严格。
④遇到硅酸盐后吸附效果受到很大破坏
⑤废水处理过程中会产生废气污染环境。
⑥活性炭的再生受到废水中氰化物的浓度限制。
2.活性炭吸附法在工业废水处理中的应用
2.1活性炭吸附法对含油污水的处理
石油及其产业的迅速发展使油污染成为一种常见的污染，严重地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油污水，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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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，处理后的水含油量浓度可以降到0.1～0.2mg/L。
2.2活性炭吸附法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。
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活性炭吸附法对染料废水的处理
纺织印染工业是我国的传统支柱产业之一，在新时期又获得了快速的发展，但印染污水的排放量也在逐渐增加。据不完全统计，我国印染污水的日排放量为3000～4000kt，印染厂每加工100m织物就会产生3～5t的废水。印染废水具有充分复杂、色度深、浓度大、COD和BOD值较高、水质变化大等特点，处理起来比较困难。活性炭吸附法是利用活性炭的多孔性对废水中的污染物进行吸附，以达到净化印染废水的目的，它能够有效地去除废水的色度和COD与BOD。
印染废水的处理方法很多，主要有氧化、生物降解、絮凝、膜分离、吸附等，这些方法各有优点和缺点。活性炭处理印染废水在国内外都有研究，但由于印染废水处理难度大，单独使用活性炭进行印染废水处理的使用和研究都很少，大多是和其他工艺耦合，将活性炭作为载体和催化剂或者是将其用于深度处理，以更好的对印染废水进行净化和脱色。
例如某企业印染产品以化纤织物和棉布染色为主，废水中含有纤维、浆料、染料、助剂、油以及漂白剂等。废水排放方式为半连续，具有色度深、水温高、悬浮物高、瞬时排放浓度高、水质变化大、难降解有机物比例高，可生化性差等特点，属于较难处理的工业废水之一。某工程日排放织物染色废水500～1200m3/d，采用物化预沉―生物接触氧化——物化二沉工艺，主要设备见表1所示。出水要求达到国家纺织工业水污染排放标准（GB4287-2012）中的一级排放标准。经物化和生化处理后，其色度等指标已能达标，但CODＣr在150mg/L左右。经小试后在生化池末段投加少量活性炭，对生物处理进行强化，最终达标排放。
该工艺中粉末活性炭投加品种及量由试验确定，首次投加量为100mg/L，以后视出水水质补加少量，循环使用周期约为一周。初沉所用混凝药剂为石灰和硫酸亚铁，控制pH在7.5～8.5间；生化后使用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，主要为确保絮凝沉淀效果，用量很少。
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]周洪洋，侯影飞，李春虎等.吸附剂在含油废水处理中的应用研究进展[J].工业水处理.2012.
[2]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.
[3]张跃东.活性炭吸附法在工业废水处理中的应用[J].河北化工.2011.
论文作者:李军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/3
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