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活性炭吸附在工业废水处理中的应用

发布时间:2019-12-07 浏览

摘要:随看我国工业的崛起,工业废水也不断增加,而工业废水中所含的有毒物质和无法进行生物降解处理的物质都对我国的生态环境产生了严重的影响,也对人类的身体健康造成了一定程度上的威胁。随着绿色理念的深入人心,人们对生态环境的重视程度也在不断提高。因此,如何科学有效地对工业废水进行处理成为重要的研究课题。而伴随着关于废水处理研究的深入,活性炭吸附方法因其有效性成为了广泛应用于废水处理的一种方法。活性炭的表面积较大,兼具很高的物理吸附能力和化学吸附能力,吸附效果佳。

1、活性炭的吸附机理

活性炭吸附法主要是利用活性炭表面的强大吸附能力对工业废水中存在的各种有毒物质吸附消除,以便于能够减少消除工业废水中的有害物质,实现净化废水的目的。而根据研究可知,活性炭的吸附功能主要表现在两方面,是这两方面综合作用的结果。

1.1物理吸附能力

主要是因为活性炭内部分子的作用。如果活性炭内部分子在各方承受的力度相同,但是活性炭表面分子却承受的力度不够均匀的时候,就会导致工业废水中有害的物质分子容易在力的作用下被活性炭吸附到表面上,从而达到吸附净化的作用。

1.2化学吸附

主要原因是活性炭的化学性质较不稳定,容易和吸附物质发生化学反应,从而达到吸附净化的作用。

2、活性炭吸附法的优势

由于活性炭的表面积较大,吸附能力较强,稳定性较好,是一种较为有效的吸附剂,而因为这些特点,活性炭吸附法在工业废水的处理中具有以下几点优势。

2.1能够单独使用

在使用活性炭吸附法时,不用再次添加其他化学试剂,能够单独使用,通过其良好的吸附效果达到对工业废水进行净化的目的。

2.2工艺制造成本较为便宜,并且操作简单,利于掌握

活性炭吸附法的工艺制造十分简单,主要制作材料是木材和煤炭,这两种制作材料相对于其他工艺的制作材料来说,价格较为便宜,能够及时获取,很大地降低了生产成本。并且活性炭吸附法在使用时操作也较为简单和便捷,不需要其他操作进行辅助,只需要把活性炭加入到工业废水中就可以,利用相关人员进行掌握。

2.3吸附效果较好

活性炭的表面积相比于其他物质来说较大,并且表面积还存在着较多的缝隙,赋予了活性炭较好的吸附能力,很大程度提高了它的吸附效果,尤其是对一些金属离子的吸附作用较为明显。

2.4不会造成再次污染

工业废水的处理不仅关乎生态问题,还关乎人类健康。活性炭吸附法主要是通过物理吸附和化学吸附作用对工业废水进行净化处理,但是主要还是以物理吸附作用为主。而通过物理吸附作用吸附出来的物质能够不经过二次处理和活性炭一起埋葬。因此,防止了这些物质再次在水中降解,污染水源。

2.5可以循环利用

活性炭用于工业废水处理后,能够利用化学溶液再生法、电化学法等各种途径进行循环利用,节省了再次制作活性炭的成本。

3、活性炭吸附在工业废水处理中的应用

随着活性炭吸附法的普及,受到了越来越多人的重视,应用领域愈加广泛,目前主要应用于化学工业、医药行业和环境保护等方面,主要用来吸附沸点较高或者临界温度较高的物质,也可以用于吸附分子量较大的有机物质。而活性炭吸附法在工业废水处理的具体应用主要有以下几点。

3.1应用于含油废水的净化

在工业废水中含油的废水较为主要,不仅产量庞大,而且很多行业都会排除含油的废水,比如:石油开发行业、交通运输行业、餐饮行业等都会涉及到含油废水。而这些含油废水如果不能够取得良好的处理,就会影响生态环境。

活性炭是一种亲油物质,对工业废水中的油性物质具有良好的吸附性,但一般情况下活性炭对亲油物质的吸附性较为有限,并且活性炭吸附了亲油物质以后,就不能再进行重复性利用了,这就提高了含油废水的处理成本。为此,在对含油废水进行处理的时候,活性炭吸附法作为废水处理的最后一个工序,也就是用活性炭对废水中的微小物质进行吸附清除,进而达到净化废水的效果。

3.2应用于含染料废水的净化

随着我国纺织工业的壮大,印染行业也取得了迅速的发展。据调查,全球大部分的印染企业都不经过处理直接将废水排除,对自然环境造成了严重的影响。同时,由于印染颜料的组成较为复杂,且部分染料的颜色较深,处理起来较为困难。

活性炭吸附法作为较为常见的一种处理方法,能够消除印染行业废水的色度,也可以将活性炭当做催化剂应用于印染工艺中。

另外,在对印染废水进行处理的过程中,印染废水的脱色率随着温度的升高而提高。由此可见,应该要在适宜的温度下使用活性炭吸附法。

3.3应用于含汞等金属物质的废水净化

众所周知,在所有的金属物质中,汞的毒性较大,一旦被人体吸入,则会干扰人体的蛋白质合成功能,对人体健康产生危害。尽管活性炭对汞离子具有一定的吸附作用,但能力较为有限,并不能全部清除。只能用于含汞量较低的废水处理过程中,或是需要进行多层处理的高浓度含汞量的最后一层的废水处理措施中。

近些年来,我国电子产业取得了快速发展,但随之而来的是含铬废水的不断增加。而铬离子不仅具有较强的毒性,还易于在动物体内聚集,进而影响到人体,对人体的肝脏产生严重的危害。而活性炭因为含有较多的氧基,对含铬的废水具有较强的吸附效果。并且利用活性炭吸附法成本简单,效果明显,具有很明显的优势。

4、活性炭的发展前景

随着我国科学技术的不断发展,人们对工业废水处理的要求越来越多,对活性炭的研究投入也越来越多,未来活性炭的发展前景可以从以下几个方面进行预测。

4.1活性炭和膜联合应用于废水的净化中

活性炭和膜的联合能够利用活性炭对有机物质的聚集作用和对水中溶解氧的选择性吸附作用。使用这种方法,一方面能够提高废水处理的效果。另一方面还能提高活性炭的使用时限,减少成本。

4.2将活性炭作为催化剂的载体进行使用

活性炭的表面为废水中的化学反应提供了足够的反应空间,提高了反应物相互碰撞的机率,同时提高了反应速率。

4.3改变活性炭的性质

改变活性炭的性质是指利用特定的方法对活性炭表面的官能团的性质进行处理,改变它的官能团的数量。使用不同的处理方法能够制备不同性质的活性炭,以此满足废水处理的不同要求。比如:在满足消除有机污染物的要求的时候,就需要通过减少活性炭表面内酯基的数量,提高活性炭的疏水性,从而改变活性炭的性质。

5、活性炭吸附在工业废水处理中的应用总结

综上所述,我国的活性炭应用和西方发达国家相比起点较晚,目前还面临着活性炭供不应求的现象,活性炭回收利用的处理设备较少,再次回收利用的费用也较为高昂,这就缩小了活性炭的应用范围。而活性炭吸附法作为处理废水的一种较有效的措施,理应受到足够的重视,以便于能够逐渐扩大活性炭吸附法的使用范围。

因此,各行业应该加大对活性炭吸附法研究的投入力度,不断完善活性炭的生产工艺,根据不同的废水处理要求生产出不同性能的活性炭,对原有的活性炭进行改革创新,为利用活性炭进行废水处理的工资注入新鲜的血液,从而更好地提高吸附效果,提升废水净化的效果,进而改善我国的生态环境问题,实现经济效益和社会效益的统一。

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