活性炭
活性炭是一种经特殊处理的炭,具有无数细小孔隙,表面积,每克活性炭的表面积为500-1500平方米。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,而且还具有作用。作用就是利用了其的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。
活性炭的分类
在生产中应用的活性炭种类有很多。一般制成粉末状或颗粒状。
粉末状的活性炭吸附能力强,制备容易,价格较低,但再生困难,一般不能重复使用。
颗粒状的活性炭价格较贵,但可再生后重复使用,并且使用时的劳动条件较好,操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭。
活性炭在污水处理中的应用
由于活性炭对水的预处理要求高,而且活性炭的价格昂贵,因此在废水处理中,活性炭主要用来去除废水中的微量污染物,以达到深度净化的目的。
活性炭处理含汞废水
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。
随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求,活性炭的研究从本身的孔结构和比表面积逐步发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。
例如,活性炭纤维(简称ACF)近年来在处理废水方面受到了科研工作者的重视,它的直径一般为5~20μm,其制备原理与传统的活性炭制备相同,即将纤维状碳在800℃以上用水蒸气或二氧化碳活化处理。
纤维状活性炭的孔隙结构以微孔为主,中孔很少,几乎没有大孔,比表面积可达2500m2/g.具有吸附和脱附速率决,吸附容量大,导电性高等特点。
实验表明,ACF对苯酚的吸附容量为248mg/g,吸附饱和后经多次再生吸附容量几乎不变,吸附性能比活性炭好。室温时,在酸性或中性条件下,向100mL浓度为282mg/L的含酚模拟废水投加活性炭纤维0.5g,恒温振荡30min,苯酚去除率可达91%。
近,人们发现活性炭不仅有吸附特性,同时表现出催化特性,由此而发展起来的催化氧化法日益受到重视,其研究也在不断深化。为了提高处理效率,从研究催化氧化机理出发,改变活性炭的表面结构,提高活性炭的能力,寻找理想的吸附剂。
废水处理离不开活性炭
工业的快速发展导致产生大量的污水,这些污水的处理和循环使用受到越来越多的关注。工业废水主要来自印染、炼油及石化、制药、焦化、制药等行业,废水成分复杂,相应的废水处理方法也大不相同。
在处理工业废水中。活性炭在、二级、三级处理工序中均可使用。对于污染成分复杂的工业废水,多数情况下需要将几种处理工艺组合起来进行处理,活性炭往往在组合工艺中后的深度处理中应用。另外,活性炭可以与不同的材料联合应用,组成新的工艺技术,以取得更好的处理效果。
在废水的物化处理工序中,活性炭主要用作絮凝吸附分离剂,用于吸附或协助絮凝一些难生化降解或对微生物有毒害的有机污染物。典型的应用技术是粉末活性炭工艺,在石化、印染、焦化工业废水中投加适量粉状活性炭,可除去废水中不可生物降解的色度、臭味,避免曝气池发泡现象,同时可以使混凝絮体或生物絮体迅速增长而沉淀,还能除去废水中的重金属离子及其络合物。