粉末活性炭在水處理中的應(yīng)用
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一.飲用水處理：飲用水和高純水必須達(dá)到一定的質(zhì)量要求，保證口感和安全性。白云可以提供高品質(zhì)的顆?；钚蕴亢鸵瑲せ钚蕴?。在活化過程中，它形成大量不同形狀的孔，這些孔與吸附一起構(gòu)成了巨大的表面積。比表面積為500-1200m2/g，比表面積越大，吸附效果越好。污水處理用粉末活性炭可以凈化城市飲用水，除氯除臭，也是高純水和人工礦泉水的凈化材料。大型鍋爐給水可以提前去除COD等有害雜質(zhì)。顆粒活性炭可以提高鍋爐效率，延長鍋爐壽命，有效去除水中的COD、色素、異味等毒物。大顆粒活性炭可以填充過濾器，凈化空氣。
二、污水處理：污水處理采用粉末活性炭進(jìn)行污水處理，能有效除臭、脫色、去除水質(zhì)中的有害物質(zhì)?？梢蕴峁╊w?；钚蕴亢头勰┗钚蕴浚浅＿m合各種化工行業(yè)和城市污水處理。它具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)和良好的吸附性能，廣泛應(yīng)用于廢氣處理、工業(yè)和生活用水凈化等領(lǐng)域。用于污水處理的粉末活性炭主要去除揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)和氯。還能去除異味和味道、顏色、余氯、膠體、有機(jī)物(合成洗滌劑、殺蟲劑、除草劑、殺蟲劑、合成染料)和重金屬(如汞、銀、鎘、鉻、鉛、鎳等)。).它是凈水器中使用較早、較廣泛的凈水材料?；钚蕴坎粌H用于普通活性炭凈水器，也用于家用反滲透凈水器和大多數(shù)超濾、陶瓷、KDF和紫外線凈水器。
三.工業(yè)水處理：工業(yè)廢水主要來自采礦、冶煉、電解、電鍍、農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、顏料、化工等企業(yè)排放的重金屬廢水。如果工業(yè)廢水不用于凈化，將嚴(yán)重污染環(huán)境。工業(yè)廢水中重金屬的種類、含量和形態(tài)因制造商而異。因此，化學(xué)廢水中重金屬的處理尤為重要。污水處理用粉末活性炭和柱狀活性炭采用優(yōu)質(zhì)煤制成。它具有很強(qiáng)的吸附能力和很高的強(qiáng)度，非常適合工業(yè)用水的凈化、脫色、除臭和脫氯以及工業(yè)廢水的凈化。
四.超純水處理：超純水又稱UP水，是指電阻率為18m* cm(25C)的水。除了水分子，這種水幾乎沒有雜質(zhì)，也沒有細(xì)菌、病毒、氯等有機(jī)物。當(dāng)然，人體不需要礦物質(zhì)的微量元素，也就是說，水可以除去除了氧和氫以外的幾乎所有原子?？捎糜谥苽涑儾牧?半導(dǎo)體原料、納米精細(xì)陶瓷材料等)。)通過蒸餾、去離子、反滲透或其他合適的超臨界精細(xì)技術(shù)。
污水處理用粉末活性炭具有很強(qiáng)的“物理吸附”和“化學(xué)吸附”，可以吸附一些有機(jī)化合物進(jìn)行去除。我們可以快速有效地去除水族箱水質(zhì)中的有害物質(zhì)、氣味和色素，從而直接快速地改善水質(zhì)。用于污水處理的粉末活性炭可以去除有機(jī)污染物，其中一些會(huì)使水變黃。這些包括有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、激素、抗生素化合物、有機(jī)化合物和各種化學(xué)物質(zhì)、藥物、金屬和礦物質(zhì)。苯酚用于去除無機(jī)物，如氯、氯胺、顏色和味道。
在常規(guī)水處理工藝的基礎(chǔ)上，投加粉狀活性炭除微污染； 把粉狀活性炭制成炭漿，濃度5%為宜。炭漿是混合液，沉淀速度很快，所以在投加炭漿的同時(shí)，需要對(duì)炭漿進(jìn)行不間斷的攪拌。把炭漿投加在混合槽前，在混合槽中與原水混合，在絮凝池和沉淀池中吸附水中的污染物，并附著在絮狀物上，一起在沉淀池中沉淀，少量未沉淀的粉狀活性炭顆粒，可在濾池中去除，從而達(dá)到除微污染的目的。粉狀活性炭的投加量隨原水污染程度變化而靈活確定。
粉狀活性炭的性質(zhì)
不同的活性炭吸附性能不同。水處理用活性炭的生產(chǎn)原料有木材、果殼、無煙煤、石油焦等，生產(chǎn)工藝多為物理法，用斯力普爐、耙式爐、轉(zhuǎn)爐、沸騰爐等活化爐生產(chǎn)。由于原料不同，生產(chǎn)的工藝條件不同，生產(chǎn)出活性炭的孔徑不同，比表面積不同，表面的化學(xué)組成和化學(xué)性質(zhì)不同，則其吸附性能不同。
粉末活性炭凈水技術(shù)的應(yīng)用
1.清理掉水體中的三鹵甲烷
在進(jìn)行水資源的處理過程中，因?yàn)槿u甲烷的使用會(huì)使得這些飲用水資源受到污染，這也是當(dāng)前水資源存在污染的一個(gè)重要因素，但是通過應(yīng)用粉末活性炭進(jìn)行水資源的處理，可以有效地吸附水資源里面的一些三鹵甲烷，這也在當(dāng)前階段可以有效降低飲用水資源污染所選擇的一種有效的凈水方法。由于人們?cè)趯?duì)飲用水進(jìn)行氯化消毒的時(shí)候，水體中產(chǎn)生的氯與水體里面的有機(jī)物會(huì)發(fā)生一定的反應(yīng)，兩者反應(yīng)之后所形成的化合物具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，這些化合物有氯仿、二溴一氯甲烷、一溴二氯以及溴仿等，這些化合物的存在對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生了較大的威脅。在之前的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里面，一些科學(xué)家也證明了這些化合物有著很強(qiáng)的致突變性以及致癌性，嚴(yán)重的情況還會(huì)導(dǎo)致人類出現(xiàn)致畸性以及一些神經(jīng)性缺陷，嚴(yán)重的甚至是造成人類患上肝、腎以及和腸道腫瘤等，可以說這些物質(zhì)存在對(duì)人類的健康產(chǎn)生的影響是無法估量的。但是利用粉末活性炭進(jìn)行飲用水處理可以將水體中的三鹵甲烷有效地清理掉。由于粉末活性炭可以非常有效地對(duì)三鹵甲烷進(jìn)行吸附，粉末活性炭這種較強(qiáng)的吸附性能對(duì)于氯化物的清理發(fā)揮很大的作用，不過雖然粉末活性炭擁有很強(qiáng)的吸附能力，但是這并不能說明粉末活性炭可以處理水體里面存在濃度非常高的三鹵甲烷。因此，在實(shí)際的飲用水處理過程中應(yīng)該合理地選擇氯化物有針對(duì)性地進(jìn)行水體的消毒以及處理，通過選擇合適的氯化物凈化水體，能夠進(jìn)一步地防止由于氯化物使用過量而產(chǎn)生更多的三鹵甲烷，防止三鹵甲烷溶于水后造成水體更大污染，這樣會(huì)使得水處理技術(shù)應(yīng)有的作用得不到發(fā)揮。此外，在進(jìn)行水處理的時(shí)候還應(yīng)該非常合理地使得水體中的氯濃度充分降低，這樣可以有效地防止水體中產(chǎn)生更多的三鹵甲烷而污染水資源，進(jìn)一步地使得三鹵甲烷被有效地吸附，保障水體的清潔。
因?yàn)榉勰┗钚蕴烤邆浞浅０l(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)較。所以在凈水過程中應(yīng)用粉末活性炭可以對(duì)水體中的色、嗅、味等有害的物質(zhì)進(jìn)行清理，在實(shí)際的應(yīng)用中也證明其具有良好的清潔優(yōu)勢(shì)。由于水體里面的色、嗅、味一般都是經(jīng)過水質(zhì)里面所存在的一些化合物發(fā)生物理作用或者是化學(xué)作用而導(dǎo)致的。所以，在凈水過程中通過粉末活性炭就能夠更好地對(duì)水體里面的這些雜質(zhì)進(jìn)行深度的處理。此外，在實(shí)際的凈水過程中選擇粉末活性炭的時(shí)候，可以根據(jù)水體的不同選擇不同種類的粉末活性炭對(duì)水資源進(jìn)行處理，這樣可以針對(duì)性地對(duì)水體中的嗅、味等物質(zhì)進(jìn)行更加良好的吸附。所以，在實(shí)際的凈水中需要根據(jù)不同的水質(zhì)所擁有的不同性質(zhì)選擇粉末活性炭的種類，才能更好地達(dá)到水資源的清理效果。
3.去除農(nóng)藥以及除草劑
由于我國的水資源受到污染的因素是多種多樣的，工業(yè)廢水以及和生活污染只是其中的一個(gè)方面，在眾多的水資源污染中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也在很大程度上使得水資源受到污染，因此水資源的質(zhì)量出現(xiàn)了相應(yīng)的變化。這其中較為關(guān)鍵的就是在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，大量地使用農(nóng)藥可以使得水污染受到嚴(yán)重地污染，農(nóng)藥中殘留的一些物質(zhì)會(huì)使得水體毒性變得更大，人們飲用后會(huì)出現(xiàn)不良的反應(yīng)。所以，針對(duì)這樣的情況，一些相關(guān)的水資源處理人員在對(duì)一些水體進(jìn)行深入處理操作的時(shí)候，除了針對(duì)性地選擇一些水體凈化劑以外，還可以在這些水體里面投放不同質(zhì)量的粉末活性炭進(jìn)行水體的清理，通過這些粉末活性炭就可以非常有效地使得水中存在的一些雜質(zhì)被清理掉，有效地達(dá)到水資源凈化的目的。此外，一些地方從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員在使用一些殺蟲劑后會(huì)將這些廢棄的瓶子丟入到水中，這樣會(huì)進(jìn)一步加重水體的污染，如果使用的數(shù)量巨大，不僅會(huì)使得農(nóng)作物生長受到抵制，還會(huì)影響到附近居民的飲用水質(zhì)量，所以應(yīng)用粉末活性炭可以將這些農(nóng)藥里面的有害物質(zhì)吸附，保障水資源的健康。
4.去除合成有機(jī)物
在一些水體里面會(huì)存在著一定的有機(jī)物，這些有機(jī)會(huì)物通常都是因?yàn)橐恍┕I(yè)生產(chǎn)活動(dòng)污水處理不達(dá)標(biāo)造成的。盡管不是所有的有機(jī)物都可以使得人類的身體健康受到損害，不過在從事一些工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的合成有機(jī)物會(huì)嚴(yán)重地影響到人、動(dòng)物以及植物，根據(jù)排放量的不同會(huì)造成不同程度地影響。如果使用地是以往方式的水體處理的手段，那么也只是可以使得水中化合物濃度得到降低。不過如果要想進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)將水體中的化合物去除的目的，那么借助于以往的凈水處理方法不能很好地達(dá)成這樣一個(gè)目的。所以，此時(shí)可以在這些受污染的水體里面加入適量的粉末活性炭進(jìn)行水體的清理，這樣可以非常有效地使得這些污染的水體里面的雜質(zhì)被清理掉，從而進(jìn)一步地進(jìn)提高水資源的凈化質(zhì)量，所以說粉末活性炭在水體的凈化中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對(duì)于保障人類健康是十分關(guān)鍵的。
活性炭對(duì)水處理的要求很高，活性炭的價(jià)格也很高。因此，在廢水處理廠，活性炭通過去除廢水中的微量污染物達(dá)到深度凈化的目的。
1. 活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中被廣泛用作電鍍層的金屬原料。在廢水中，根據(jù)pH值的變化，C(rⅥ)會(huì)以不同的形式存在?；钚蕴烤哂懈叨乳_發(fā)的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，物理吸附能力強(qiáng)，可有效吸收Cr。此外，活性炭的表層還有許多靜電離子基團(tuán)，例如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等，它們也會(huì)對(duì)Cr產(chǎn)生化學(xué)吸附效應(yīng)。因此，活性炭物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原一起作用才可使廢水中鉻的去除效果達(dá)到最佳。用活性炭處理廢水中的鉻，吸附性好，處理成本低效率高，有很好的社會(huì)效益。
2. 活性炭處理含氰廢水
在工業(yè)生產(chǎn)中，廢水中的氰化物分為兩類，一類為無機(jī)氰(氫氰酸及其鹽類)，一類為有機(jī)氰或腈(丙烯腈等)。煤焦化、纖維生產(chǎn)、金屬電鍍和著色、礦石浮選、燃料、藥品及塑料加工等生產(chǎn)過程都會(huì)產(chǎn)生含氰廢水。長期以來，含氰廢水大多用活性炭來去除。
3. 活性炭處理含酚廢水
在工業(yè)生產(chǎn)中，石油化工廠、樹脂廠、焦化廠及煉油化工廠皆會(huì)產(chǎn)生含酚廢水。實(shí)驗(yàn)研究表明，溫度和酸堿度是影響活性炭對(duì)苯酚吸附效果的主要因素。活性炭對(duì)苯酚的吸附平衡時(shí)間會(huì)隨著溫度的升高而縮短，但溫度太高會(huì)使吸附量受損;pH值對(duì)廢水中酚的吸附效果有著明顯的影響，當(dāng)pH值小于或等于7時(shí)，廢水中酚的含量變化不大;當(dāng)pH值大于7后，酚的含量明顯下降，堿性過強(qiáng)，吸附效果也會(huì)變差。原材料種類和活化方法基本決定了活性炭的比表面積和對(duì)苯酚的吸附性能。MA等研究了活性炭原材料的種類對(duì)廢水中苯酚吸附效果的影響。結(jié)果表明，竹質(zhì)活性炭對(duì)苯酚的吸附效果好于椰殼活性炭好于煤基活性炭。
據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2017年，世界水資源受到了500~1000t石油污染，水產(chǎn)資源遭到嚴(yán)重迫害，人類健康受到極大危害。因此，很有必要處理含油廢水，保護(hù)水資源。作為一種非極性吸附劑，活性炭是最常用于凈化含油廢水的材料。與其它吸附劑相比，活性炭具有極大的比表面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu)，因而有好的吸油性，可去除廢水中的分散油、乳化油、溶解油及其它有機(jī)物。利用粉末活性炭對(duì)含油污水進(jìn)行萃取和吸附處理，結(jié)果表明活性炭對(duì)烴類污染物的萃取率平均可達(dá)96.0%，在酸性條件下，活性炭對(duì)芳烴具有良好的吸附效果。
5.活性炭去除水中有機(jī)物
去除水中有機(jī)污染物是活性炭在污水凈化領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。研究表明，在活性炭氧化還原過程中對(duì)其表面進(jìn)行改性處理，使其表面載有鉑，可增強(qiáng)活性炭對(duì)有機(jī)酸的吸附；通過浸滯的方法使活性炭的活化能改變，增強(qiáng)了活性炭對(duì)水中苯酚的吸附效果;根據(jù)硫元素的不同物化性質(zhì)從而采用不同的方式對(duì)活性炭進(jìn)行改性，可選擇性吸附不同價(jià)態(tài)的有機(jī)硫化物。由此可見，利用不同的改性措施處理活性炭可確?；钚蕴繉?duì)水中不同有機(jī)物的吸附和去除。
6.活性炭去除水中重金屬及離子
對(duì)粉末狀活性炭進(jìn)行二次表面處理，在其表面賦予能與重金屬及重金屬離子發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)，如羧基、羥基、氨基，實(shí)現(xiàn)去除水中重金屬的目的。
7.活性炭去除水中其他雜質(zhì)
當(dāng)活性炭氧化過程中的煅燒溫度大于800℃時(shí)，對(duì)陰離子的交換容量也會(huì)相應(yīng)地增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中陰離子的去除。通過氧化劑對(duì)活性炭中的還原官能團(tuán)進(jìn)行改性使其具有氧化性，可吸附水中的亞硝酸根離子；另外，經(jīng)NaOH等化學(xué)藥劑改性后的活性炭可起到常規(guī)活性炭不能去除水中殺蟲劑的功效。