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活性炭是一種多孔性含炭物質，具有發(fā)達的微孔構造合巨大的比表面積。它包括許多種具有吸附能力的碳基物質，能夠將許多化學物質吸附在其表面上。由于這一特性活性碳應用領域慢慢地被開發(fā)，目前已經(jīng)被廣泛用于各種環(huán)保廢氣處理、廢水處理工程中。

活性炭外觀為暗黑色，具有良好吸附性能，化學性質穩(wěn)定，可耐強酸及強堿，能經(jīng)受水浸、高溫，密度比水小，是多孔的疏水性吸附劑。

活性炭產(chǎn)生吸附的主要原因是固體表面上的原子力場不飽和，有表面能，因而可以吸附某些分子以降低表面能。固體從溶液中吸附溶質分子后，溶液的濃度將降低，而被吸附的分子將在固體表面上濃聚。

活性炭在制造過程中，其揮發(fā)性有機物被去除，晶格間生成了空隙，形成許多不同形狀、不同大小的細孔。通常活性炭顆粒中的孔隙占顆?？傮w積的70%～80%。這些孔隙形狀多樣，孔徑分布范圍很廣，細孔壁的總表面積即比表面積一般高達500～1700平方米/克。這就是為什么活性炭吸附能力強、吸附容量大的主要原因。

活性炭的吸附特性不僅與細孔構造和分布情況有關,而且還與活性炭的表面化學性質有關?；钚蕴勘旧硎欠菢O性的,其含量及電荷隨原料組成、活化條件不同而異,低溫活化(< 500℃)的碳可以生成表面酸性氧化物,水解后可以放出H+。由于活性炭表面有微弱的極性使其他極性溶質競爭活性炭表面的活性位置,導致非極性溶質吸附量的降低,而對水中某些金屬離子交換吸附或絡合反應,提高了活性炭對金屬離子的吸附效果。

活性炭在廢水處理中的應用

活性炭吸附性能優(yōu)異是目前很多廢水處理工程在去除廢水中有機污染物的首要選擇?；钚蕴吭谔幚韽U水時對色、嗅、味及其他有機物都有良好的去除率。不同狀態(tài)的活性炭對廢水中不同類型的污染物也有不同的處理效果，比如粉末狀活性炭，對除去水中藻細胞分泌物產(chǎn)生的低分子量DOC尤為有效，并能有效地去除水中的微囊藻毒素，在經(jīng)典的慢砂濾池后加上一個活性炭濾池可有效去除臭味有機物，如：土臭味素及2-甲基異冰片(MIB)。

但活性炭也不是萬能的，也有其無法處理的有機污染物，比如鹵代烴；而且活性炭吸附后的再生問題目前還沒有十分完善的解決方案。

活性炭生物濾池

以顆?；钚蕴繛闉V料的快速生物濾池通常用作第二級過濾，通過生長在顆?；钚蕴勘砻婕毦幕顒樱ニ械?/font>BOM，這一處理過程又稱二級生物活性炭過濾。為減少費用及便于在各種各種廢水處理工程中推廣使用，人們提出了“第一級砂——生物活性炭雙層濾池”的構想。應用活性炭生物濾池去除水中BOM有以下優(yōu)點：

(1)減少了細菌在供水系統(tǒng)中生長所需的營養(yǎng)物質，可有效控制細菌的繁殖；

(2)減少了與消毒劑反應的有機物的量，進而減少了水處理中使用的消毒劑的用量及穩(wěn)定了出廠水剩余消毒劑的含量；

(3)通過去除一些消毒副產(chǎn)物的有機前體物，減少了水中消毒副產(chǎn)物的含量；

(4)將有機物轉化為無機終產(chǎn)物；

(5)老化脫落的生物膜殘渣較化學沉淀污泥易處理；

活性炭在廢水處理中的除臭作用

活性炭在廢水處理中對于很多惡臭物質也有很不錯的吸附效果，如乙醛、吲哚等惡臭污染物都可以通過活性炭的物理吸附去除，除此之外像H2S和硫醇等物質還能通過活性炭表面進行氧化反應去除。對于硫化氫及其他一些硫化物采用活性炭都能起到不錯的去除效果。但是對于氨或含氮化合物活性炭的去除效果卻十分有限。

活性炭在達到飽和之前，其對惡臭物質的去除率是保持相對穩(wěn)定且其受氣體負荷變化的沖擊影響比較小，因此適應性比較廣泛，但是吸附劑不便頻繁再生，因而對被吸附氣體的濃度要求不能太高。

活性炭在廢水處理中的脫色能力

利用活性炭吸附作用處理成分復雜的染料生產(chǎn)廢水，具有良好的效果。其基本工作流程如下

(1)厭氧預處理的出水經(jīng)混凝沉淀后，COD去除率為83%左右，脫色率達到99.3%，為后續(xù)的吸附創(chuàng)造了良好的條件。

(2)活性炭具有良好的吸附性能，本工藝的最佳吸附條件：pH=4，粉末活性炭用量為20g/L，吸附過程中需要攪拌，吸附時間為40min，吸附后出水的CODCr為150mg/L以下，達到了國家排放標準。

(3)用堿法洗脫和Fenton試劑氧化這兩種再生方法均可較好地恢復活性炭的吸附性能。對再生后的活性炭進行吸附，CODCr去除率仍可達77%以上，脫色率可達97%以上。

活性炭吸附結合其他廢水處理工藝組合的應用

高錳酸鉀－活性炭組合工藝

在微污染水源處理中采用高錳酸鉀－活性炭的工藝組合，對降解有機物，提高去除嗅、色能力，效果顯著。同時這種組合工藝，對濁度降低，礬耗的節(jié)約也較顯著。

生物活性炭法

生物活性炭法是在活性炭吸附技術的基礎上發(fā)展起來的一種水處理技術。生物活性炭法是將活性炭作為生物膜載體，利用活性炭的吸附作用和生物膜的降解作用，去除水中的污染物的一種新方法。

粉末活性炭－活性污泥工藝(PACT)

將粉末活性炭投加到活性污泥曝氣池中，形成生物活性炭，利用吸附、降解協(xié)同作用去除有機污染物。由于生物活性炭固有的機理，可以去除活性污泥法難以去除的有機物，提高活性污泥的去除效率。另一方面，活性污泥具有穩(wěn)定、良好的壓密性，從而克服了污泥膨脹。因其在經(jīng)濟和處理效率方面的優(yōu)勢，已廣泛地應用于工業(yè)廢水處理中。

       活性炭出色的吸附能力還在不斷地被開發(fā)，它未來的可發(fā)展性還十分大，無論在廢水處理還是廢氣處理中都還擁有著十分深的潛能等待著被開發(fā)，隨著研發(fā)人員對其性能的不斷開發(fā)，相信未來活性炭在環(huán)保治理行業(yè)中會占有越來越重要的地位。