污水處理活性炭在液相中的應用
污水處理活性炭不僅能夠去除水中的有機物，還可以改善水質，處理后的水透明無色?；钚蕴康娜コ齼艋逝c活性炭添加量和投加點有關，需要綜合考慮其經濟效益和去除效果。通常，活性炭的添加量為30mg/L,投加點設置于加藥混凝前30min位置更有利于凈化、提高水質。
污水處理活性炭用于處理廢水能夠有效地出水水質的穩(wěn)定。同時，與其他方法聯合使用可以有效地提高凈化效果，出水甚至可以達到飲用水標準。比如處理焦化廢水時，使用質量濃度為3g/L的活性炭吸附之后，再用
1.5g/L的 H2O2和 0.4g/L的Fe2+進行催化處理，COD去除率達到96.3%;對含活性艷紅的廢水處理，COD去除率可達 98.74%。
活性炭水處理中的應用實例
污水處理活性炭凈水
污水處理活性炭在水處理領域的應用已經有70年左右的歷史。美國使用粉末狀活性炭去除氯酚產生的異味，之后活性炭逐漸成為了水處理過程中去味、除色、除臭的有效措施之一。大量研究表明，活性炭對水中的二氯苯酚、三氯苯酚、農藥中的有機物以及消毒副產物二氯乙酸和三氯乙酸等都有很好的吸附效果，其凈化作用已經得到公認。
美國在20世紀80年代初、每年用于水處理的活性炭為2.5X10°t，并且逐年增加。我國在20世紀60年末開始關注水污染防治，且在近些年來逐步重視，相關科研機構開展了大量的研究工作并取得了大量的成果，同時也開展了相關的實踐應用工作。1975年，甘肅白銀金屬有限公司建成了日處理能力為3X10°m?的顆粒活性炭凈水裝置。用于凈化石油化工污染的地面水、目前仍在使用:1985年北京建成供水1.7X10m/b的水廠。目前。在上海浦東自來水廠、安亭自來水廠應用活性炭做深度處理。自來水水質達到直接應用的標準;首鋼采用活性炭處理焦化高濃度污水。處理后本質達到排放的標準。
采用活性炭厭氧流化床處理含酚廢水，可得到高達99.9%的去酚率和96.4%的CODo,去除率，因為活性炭對酚類的吸附作用與生物降解作用結合起來，發(fā)揮了兩方面的活性，載體流態(tài)化也解決了氣液分離及介質堵塞問題。用碳酸鉀化學活化的煤矸石制得的活性炭，BET比表面積達1236m2/g.孔體積0.679cm/g、表面是疏水性的，對水溶液中酚類污染物有良好的吸附性能?；钚蕴繉椒拥膹U水處理是一種實用的方法，優(yōu)點是無另外的廢物和毒物，無二次污染，又可以有效地再生。研究進口活性炭的飽和吸附容量等性能，提出生產脫苯酚的工藝條件及參數。在生產用于醫(yī)藥、染料等工業(yè)的對氨基苯酚過程中，會有大量高濃度有機廢水，可以采用Fenton試劑法降解，此法具有反應迅速、溫度和壓力等反應條件緩和的特點，但其缺點是利用率偏低，成本較高，還需加入均相催化劑，易引起二次污染。采用活性炭與雙氧水協同作用(活性炭作催化劑，雙氧水作氧化劑)，對降解含有對氨基苯酚廢水有良好的效果:在H:O:/COD=1.0，活性炭/H2O2=0.5.pH=2的條件下，降解反應可在180min內結束，對氨基苯酚的去除率達74.0%，與Fenton試劑法相比較，COD去除率提高1.75倍。處理含酚廢水，以活性炭作催化劑，用濕空氣催化氧化酚是有前途的方法。與r氧化鋁上的氧化銅為催化劑作對比，經十天運作，用活性炭催化氧化酚的活性要高10倍。
以用過的茶葉制成的活性炭可從廢水中吸附去除苯酚、磷甲酚、間甲酚、對硝基苯酚、對氯苯酚、2.4二硝基苯酚、2.4-二氯苯酚，并按以上序次增加吸附量。
1953年發(fā)生在日本的水俁病事件，就是含甲基汞工業(yè)廢氣污染水體，使水俁灣大批居民發(fā)生神經性中毒的公害大事，汞害為人們所關注。
活性炭上引入聚硫脲有利于提高對汞的吸附能力。將椰殼炭吸附聚胺和二硫化碳后，繼續(xù)反應，可獲得固定有聚硫脲的活性炭。當相對分子質量為1800的聚胺在活性炭上的固定率為11.8%時，該活性炭對汞吸附能力佳。超過11.8%時，對汞吸附能力急劇下降，因為固定率越高，活性炭的比表面積就急劇下降。
某廠含汞廢水經硫化鈉沉淀，以石灰調整pH值，加硫酸亞鐵作混凝劑處理后，含汞量為1~3mg/L，遠0.05mg/L的允許排放標準。如果再以活性炭處理，采用兩個40m靜態(tài)間歇吸附池，裝1m厚的活性炭，交換工作。使進吸附池的廢水近滿，以壓縮空氣攪拌30min后，靜置2h，該廠每天廢水量約1~2m3，經活性炭處理后的出水含汞量符合排放標準，
粉狀活性炭可以用于處理低濃度的含汞廢水，為我國生產水銀溫度計工廠所采用，通過飽和炭加熱升華、冷凝回收汞。
載有鹽酸的活性炭，好其微孔半徑<80nm，用<30%的水蒸氣活化適用于去除液相碳氫化合物中含有的汞或汞的化合物。
活性炭吸附水溶液中的二價汞與pH值成反比。pH值在酸性范圍時，性炭對汞的吸附較高。pH值從9降到酸性范圍時，去汞多達兩倍。

活性炭制備技術
燒結封團、導致活性炭的各種性能開始下降、活化時間選擇在1b較好。 Ahoed 等通過氯化鋅活化棗核制備了活性炭、結果表明、當活化時間由6h增加至3.5h時，得豐由43%降低至29%，在初的1.25h內降低得快、并在此時達到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h內是有利于中孔增加的、隨著活化時間的增加、中孔開始塌陷變?yōu)榇罂祝?br /> 活性炭的應用領域十分廣泛、在應用過程中發(fā)揮作用的主要是孔結構和表而官能團、所以根據市場的需求有很多科研人員開始關注組合活化法，包括物理化學法、化學 化學法、微波-化學法等。
一、物理-化學活化法
物理化學活化法是結合物理法(CO:、水蒸氣法等)與化學法(磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀法等)制備活性炭的一種方法、此類活性炭具有特孔結構和表面官能團。Dolas等?)采用開心果殼與氯化鋅前期浸清后，通過后續(xù)的高溫CO=活化法制備了BET比表面積為3256m2/g、孔容積為1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化鈉溶液浸清的開心果殼采用高溫CO:活化制備了 BET比表面積為3895m/g、孔容積為1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕櫚殼為原料，先采用少量氯化鋅或磷酸法活化制備具備初期窄微孔的活性炭、然后采用高溫CO:活化制備了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔結構均勻化分布、有利于甲烷的存儲。
二、化學-化學活化法
化學-化學法是指結合兩種不同的化學活化劑進行活化制備活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木為原料，先使用磷酸或氯化鋅活化制備早期活性炭、然后采用氫氧化鉀法進行二次化學活化、制備了具有較高微孔含量(98%)的 CO;存儲用活性炭。
三、微波-化學活化法
微波-化學法是指以微波加熱的方式來提供化學法(磷酸、氧化鋅、氯氧化鉀等)活化所需熱量來制備活性炭的方法，微波加熱相比傳統加熱方式的優(yōu)點是可以大幅度縮短活化時間，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子為原料，采用微波加熱磷酸活化法制備了比表面積為1432m/g、孔容積為
0.696cm'/g的活性炭產品、得率可達47.8%，Hesas等通過微波氧化鋅
活性炭失效怎么辦？
活性炭的吸附性能是因為它有發(fā)達的孔隙結構?！熬拖笪覀兯姷降暮＞d一樣，在同等重量的條件下，海綿比其他物體能吸收更多的水，原因就是它具有發(fā)達的孔隙結構?！眳伍L富說，活性炭的孔隙結構雖然肉眼無法看見，但是孔隙的發(fā)達程度卻是難以想象的。
呂長富介紹，普通活性炭的比表面積在500～1700平方米/克。若取1克比表面積為1100平方米/克的活性炭，將里面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達到1100平方米。這意味著，這樣的活性炭只要1元硬幣大小(約重3g)，內部的吸附面積就有一個標準足球場那么大。
活性炭活化溫度的影響
活化溫度是指活性炭活化時活化料的高溫度，是活性炭孔性能的重要影響因素之一。采用氯化鋅法活化橡子殼制備活性炭發(fā)現，在活化溫度分別為300℃、400℃、500℃和600℃時，得到活性炭的比表面積分別為98㎡801m2/g、988m2/g和1289m2/g。Sayg山等[34]采用葡萄工業(yè)加工剩余物為原料，以氯化鋅活化法制備了活性炭，研究表明活化溫度由400℃升到600元比表面積SBET、總孔隙體積Vr、中間層次的孔隙體積Vmes、平均孔徑D,別由819.40m2/g增加至1455m/g，0.556cm3/g增加至2.318cm/g.74.645增加至94.61%，2.71nm增加至6.81nm，但微孔容積Vme由25.36%降低至
5.39%。由以上分析可知，氯化鋅法活性炭制備的較佳溫度為600℃，過高的話化溫度會導致已經生成的孔塌陷，且氯化鋅的揮發(fā)量也會增加，不僅造成活就劑的浪費，生成成本提高，還導致嚴重的環(huán)境污染問題。
活化時間的影響
活化時間是指一定的活化溫度下的保溫時間，是活性炭質量的重要影響素之一。Saygh等[35]采用番茄工業(yè)加工剩余物為原料，以氯化鋅活化法制備了活性炭，研究表明活化時間由0.5h升到1h，SBET、VT、V、D,分融522m2/g增加至1093m2/g，0.662cm/g增加至1.569cm/g.71%增加至92%，5.02nm 增加至5.92nm，但隨著活化時間的延長，由于已生成孔

活性炭吸附法在水處理中的應用

活性炭吸附廣泛應用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。

⑴城市污水處理

廢水中的一些有機物是難于為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機物，經生化處理后很難達到對排放要求較高的水體中排放的標準，也嚴重影響廢水的回用，因此需要深度處理。

由于活性炭對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應用，具有以下優(yōu)點：

①處理程度高，城市污水用活性炭進行深度處理后,BOD可降低99%,TOC可降到1～3mg/L。

②應用范圍廣，對廢水中絕大多數有機物都有效，包括微生物難于降解的有機物。

③適應性強，對水量及有機物負荷的變動有較強的適應性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。

④粒狀炭可進行再生重復使用，被吸附的有機物在再生過程中被燒掉，不產生污泥。

⑤可回收有用物質，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。

⑥設備緊湊、管理方便。

⑵飲用水深度處理中的應用

活性炭吸附是建立在常規(guī)給水處理基礎上，一般設置在砂過濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性炭過濾代替砂過濾。

在利用活性炭吸附進行飲用水深度處理的過程中，發(fā)現在活性炭濾料上生長有大量的微生物，使出水水質提高且再生延長，于是發(fā)展了一種經濟有效的去除水中的微污染物質的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，后是出水。

⑶工業(yè)廢水處理中的應用

很多工業(yè)廢水很難或不能采用生化處理，采用其他方法時，有的不能達到排放標準，或運行費用較高，或操作較麻煩等，例如有毒的有機化合物和某些金屬及其化合物等。工程實踐表明，活性炭對這些物質有很強的吸附能力。