活性炭处(chù)理工业废水(shuǐ)的(de)应用(yòng)
1 活性炭的概述
炭(tàn)经过特(tè)殊处(chù)理之后就会形成(chéng)活性炭。有(yǒu)机原料在无氧的条件下进行(háng)加(jiā)热,这样能(néng)够有效减少(shǎo)非炭(tàn)成分,这个(gè)过程称之为炭化。炭(tàn)化(huà)之后再与气体进行化学反应,通过侵蚀其表面机会(huì)产生(shēng)一种微孔比较发达的结构,这个过程称之为活化。这个过程与炭化不(bú)同,这(zhè)是看不到的。由于(yú)进行的是点(diǎn)状侵蚀,所以才(cái)会使(shǐ)活性炭表面(miàn)有很(hěn)多(duō)小孔。这些小孔的直径大约2mm左右(yòu)。活性炭的(de)表(biǎo)面积很大, 1g的活(huó)性炭的表面积可达(dá)500~1000㎡左右。活性炭(tàn)所有的(de)应用都离不开(kāi)这(zhè)个特(tè)点(diǎn)[1]。其吸附性(xìng),指的(de)是其固体表面对水有一种吸(xī)附作用(yòng),这样(yàng)能(néng)够达(dá)到很好(hǎo)的净水效(xiào)果。它的(de)吸附能力与其表(biǎo)面的孔(kǒng)的大小(xiǎo)有(yǒu)很大关系。颗粒越小孔的扩散就越(yuè)快。颗粒越大孔的扩散就(jiù)越慢。只有快的扩散速度,才会有好(hǎo)的吸附(fù)能力。吸附(fù)过程是否符(fú)合(hé)标准,这与吸附的速(sù)度还有吸附的能力是有很大关系的(de)。这两个要素衡量吸(xī)附过程的好坏。吸附(fù)量是决定(dìng)吸附能力好坏的重要指标之一。吸附速度是(shì)指单(dān)位时间内单位(wèi)重(chóng)量的吸附剂(jì)所(suǒ)吸(xī)附的量(liàng)。在水(shuǐ)处(chù)理(lǐ)中,吸附速度决定了吸附(fù)剂与污水的接触时间[2]。
2 活性(xìng)炭处理工业废水的应用概(gài)况分析
我国淡水资源(yuán)是比较稀缺的,日(rì)常饮用到的(de)不仅有淡水湖的水资源,还有(yǒu)地(dì)下水,但(dàn)是(shì)同样严(yán)重的问题就是(shì)我国对水资(zī)源的浪费现象是日益(yì)的显(xiǎn)著,并且伴随着我国经济的快速发展(zhǎn)和城市现(xiàn)代建设的推动,在(zài)工业生产领(lǐng)域对水资(zī)源的利用越(yuè)来越多,存在对水(shuǐ)资源的浪费和工业废水对环境的污染现象。所以(yǐ)就目(mù)前(qián)形势来看,要积(jī)极的响应国家的号召,加(jiā)强(qiáng)对工业废水处理的管理。通过对相关(guān)工业的调查(chá)显示(shì),在我国平均每年废(fèi)水的排出量为8×10 8m³,并(bìng)且废水中参杂了很多(duō)有毒(dú)物质,比如氰化物、氯酚等,同时存在(zài)着大量(liàng)的金属(shǔ)离子,对环境的影(yǐng)响(xiǎng)都是很(hěn)巨大的(de)。大多数工业企(qǐ)业对废(fèi)水处理最常用的方(fāng)法是沉淀法(fǎ)、电(diàn)解法和膜处理法(fǎ)等,但是(shì)对废水(shuǐ)处理效果最好(hǎo)的(de)还是活性炭处(chù)理法。因为(wéi)炭(tàn)自身就有很(hěn)强(qiáng)的吸附(fù)能力,在实际(jì)实(shí)践(jiàn)中取得了多次(cì)成效。
3 工业废(fèi)水处理中的活性炭分(fèn)类、吸附以及(jí)影响活(huó)性炭吸附(fù)的因素
(1)活性(xìng)炭的分类。运用到工业(yè)废水处理的活性炭的分类有(yǒu)很多种(zhǒng),最为普遍的就是粉末状(zhuàng)或者是颗粒状的(de)活性炭。粉末状的活性炭由于体积较(jiào)小,从而使得自身与废水的接触面积(jī)更大,所以其吸附效果(guǒ)是最佳(jiā)的。虽然粉末状(zhuàng)的活性(xìng)炭(tàn)制(zhì)作(zuò)起来相对简单(dān),且(qiě)成本较低,但是其(qí)使用特性(xìng)为一次性,不可(kě)以回收并投放使(shǐ)用[3]。相对来(lái)说,颗粒状的活(huó)性炭在(zài)制作方面就相对复杂,并(bìng)且其生产成本也较高,但唯一(yī)的优势在(zài)于可以(yǐ)再次(cì)回收使用。由(yóu)于是颗粒状(zhuàng)态存(cún)在,所以操(cāo)作管理起来(lái)就比较方便。在活性炭处(chù)理工业废水的作业中,被广泛认(rèn)可(kě)的是(shì)颗粒(lì)状(zhuàng)活(huó)性炭。
(2)活性炭吸附。活性炭具有一定的(de)吸(xī)附能力,能够对废水(shuǐ)中的一(yī)种或者多种以上的其他物质进行吸(xī)附,以达到除去废水中(zhōng)的杂质,实现清洁水质的效果。
(3)影响活性(xìng)炭吸(xī)附的(de)因素。在对废水进行处理时,处理程度最终取决于活性炭在废水中的吸(xī)附能力和吸附杂(zá)质的效率(lǜ)。活性炭(tàn)吸附(fù)能力的判断标准就是以对废(fèi)水中杂(zá)质的吸附的(de)量来(lái)决定的,吸附(fù)效率则(zé)是单位体积的活(huó)性炭对废水杂(zá)质的单位吸附量所用的时间。首先就(jiù)是活性炭的单位体积对吸附的影(yǐng)响,在对工业废水进行处(chù)理工(gōng)作时,通常情(qíng)况下,活性炭单位体积的(de)大(dà)小直接(jiē)决定了(le)其(qí)吸附能力的大小。由于活性炭表面存在很多的空隙,体积小的活性炭其对应的空(kōng)隙变化的速度(dù)就会(huì)加强,所以吸附能力就强(qiáng)。
其次(cì)就是废水中的(de)酸碱值和(hé)水温对活性炭吸附工作(zuò)的影响。工业废水在PH值小于7的情况(kuàng)下,呈酸性,活(huó)性(xìng)炭在酸性(xìng)的条件下更有利(lì)于(yú)吸附。考(kǎo)虑(lǜ)到活性炭在吸附时(shí)的物理反应为放热,如果外界(jiè)环境的温度较低(dī),就会有利于提高活性炭吸附(fù)效(xiào)果(guǒ)。最(zuì)后就是废水(shuǐ)的浓度(dù)对活性炭的(de)吸附影(yǐng)响,在其(qí)他条(tiáo)件稳定的情况下,活性炭的吸附能(néng)力随废(fèi)水(shuǐ)浓(nóng)度(dù)的升高而升高[4]。
4 活性炭在污水处(chù)理中的应用
综合考虑活性(xìng)炭的成本和处理标准的问(wèn)题,所以(yǐ)在(zài)对工业(yè)废水进行(háng)活性炭(tàn)吸(xī)附(fù)处理时,主要是吸附排除掉(diào)仅有的微量杂质,实(shí)现对污水(shuǐ)的净化。以下内容则是(shì)对活(huó)性炭在污水处(chù)理中的应用进(jìn)行分析(xī)。(1)活性炭处理含铬废水 。活(huó)性炭对(duì)含(hán)铬(gè)废水的处理(lǐ)。铬(gè)是以离子形式大量存在与工业废水中的一(yī)种金(jīn)属元素,其化学价为正六价,但(dàn)是其存在(zài)方式(shì)是由废水的酸碱值决定的。活性(xìng)炭的结构很复杂,利用其较强的吸附(fù)性(xìng),能够充分有效吸附(fù)废水中的(de)铬离子。利用到(dào)物理(lǐ)、化学(xué)等综合处理(lǐ)效果,对(duì)废水(shuǐ)中的铬进行处理,实(shí)现净化废水的最佳效果(guǒ)。(2)活性(xìng)炭(tàn)处理含氰废水。在工业生产排放出的废水中,都存(cún)在(zài)一定浓度(dù)的含氰物质或者副产氰化(huà)物(wù)。在全国范围内的工业废(fèi)水处理中,运用活性炭对含氰废水的(de)处理已(yǐ)经(jīng)越来越广泛,但是在废水中仍有少量的氰根和(hé)氰(qíng)化(huà)氢,且成本也相对较高。
5 活性(xìng)炭(tàn)处理工业废水的应用远景
运(yùn)用到工业废水处理的活性炭处(chù)理技术已经(jīng)越来越被重视,并且随着(zhe)我(wǒ)国经济的快速发展,对相关技术进一步展(zhǎn)开了研究。就活性(xìng)炭处理工业(yè)废水问题,对活性炭的研(yán)究,从其自(zì)身(shēn)的(de)表(biǎo)面结(jié)构,逐步改(gǎi)善(shàn)为对表面官能团(tuán)活(huó)跃性的研究(jiū),分析出官能团对活(huó)性炭的吸附(fù)能力的影响。最近对(duì)炭元素的研(yán)究出现了活性(xìng)炭纤维物质,其物理特点与传统的活性(xìng)炭大致相(xiàng)同(tóng),直接大约为(wéi)5~20μm;但(dàn)是与传统活性炭不同的是(shì),活(huó)性炭纤维具(jù)有(yǒu)较强的耐温性(xìng)。作(zuò)为在传统(tǒng)活(huó)性炭基础上研发出(chū)来的新(xīn)型吸附剂,具备吸附效率(lǜ)高、能力(lì)强和可再生等优势,更够有效的处理传统活性炭未(wèi)能处理(lǐ)的废水,操(cāo)作简单,成本相对较低,可以充分实现对废水的处理效果。用一(yī)定的方法去处(chù)理活性炭,让(ràng)其表面官能团性(xìng)质与数量改变(biàn),这(zhè)个叫做活性(xìng)炭的(de)改性。各种改性活性炭根据其处理方式不同而(ér)不(bú)同。比如说,以去除(chú)有机污染物(wù)为主(zhǔ)要(yào)目(mù)的(de)的活性炭其改性表面(miàn)的研(yán)究方向就是(shì):减少表面内(nèi)酯基及羧基等含氧官能团的(de)含量(liàng),增加活性炭表面的(de)疏水(shuǐ)性。
6 结(jié)束语
根据上文的分析与研究可知我国(guó)现阶(jiē)段(duàn)的活(huó)性炭处理(lǐ)工业(yè)废(fèi)水技术尚未完善,有些相(xiàng)关的(de)理论和技术要求都(dōu)有待(dài)提高。除此之外还有我国对工业废水处(chù)理的活性炭的(de)提供量日益紧(jǐn)张,生产(chǎn)设备少(shǎo),且生产成(chéng)本越(yuè)来(lái)越高,这一系(xì)列因素限(xiàn)制了活性炭处理技术的发展。与一些发(fā)达国(guó)家之(zhī)间(jiān)的差距还是很大(dà)的(de)。应针对不同处理要求的废水,对(duì)活性炭的功能进行创新(xīn),加大(dà)对相关技术理(lǐ)论的研究,确保活性炭(tàn)处理工业废水技术(shù)的稳定发展。进而为我(wǒ)国的活性炭处理废水(shuǐ)工作贡献(xiàn)一份力量。