活性炭吸附在废水处理中的应用

活性炭吸附在废水处理中的应用

作者：徐瑞萍

来源：《西部论丛》2018年第12期

活性炭是一种黑色多孔的固体吸附剂。早期由木材、硬果壳或兽骨等经炭化、活化制得，后来加入煤的组分或者均匀的煤粒炭化、活化制的。主要成分为碳（含量为87-97%），并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素，还有少量无机矿物质。

活性炭吸附主要包括物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。活性炭最早用于去除生活用水的臭味。沼泽水常带土味，湖泊和水库水常带藻类形成的臭味，用活性炭处理最为有效活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，如酚、苯、氯、三卤甲烷等。此外，对废水中含重金属银、镉、、锑、砷、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。

1、改性活性炭处理含油废水

刘宏菊等改进了活性炭对含油废水的处理，采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载型的TiO2复合光催化剂，处理华北油田采油废水，光照80min，COD的去除率可达65.3%，采油废水中大多有机物都得到不同程度的降解，光催化性能较好。

2、焦化废水的处理

尚会建等用活性炭催化臭氧化处理模拟废水，设置最初模拟废水为氨氮质量浓度为

35mg/LpH为11.0的条件下，实验发现，活性炭加入10g/L，臭氧流量为30mg/min，反应

90min后，氨氮去除率可达97.6%，处理后的模拟废水氨氮浓度可下降至0.84mg/L甚至更低。活性炭可重复使用5次，且氨氮去除效率变化不大。

杨德敏等通过实验研究发现：臭氧-活性炭联合工艺可较好的处理焦化废水，其中活性炭投加量、臭氧投加量以及待处理溶液的初始浓度对实验影响较大，溶液初始 pH 值为 10.25、臭氧投加量为 7.5 mg /min、活性炭投加量50 g /L、反应时间为30 min 时，为最佳条件。在该条件下处理焦化废水，经处理出水 COD 由 145. 36 mg /L降至 38.50 mg /L，去除率达到

73.51%。实验自制活性炭，稳定性好，可反复使用10次之多，COD去除率仅降低了 2.66%。

曲晓萍等活性炭处理焦化废水时，联合微波辐射技术，研究反应最佳条件，结果表明3g 活性炭与50mL焦化废水混合，在微波辐射功率700W，处理6min，废水中COD去除率可达77%。该方法改变了传统废水处理方式，使处理方法变得简易有效，而且处理时间短，所需设备简单，操作方便。

3、改性活性炭处理高盐废水

易斌等在 Fenton 试剂体系中引入活性炭，即将活性炭吸附和Fenton 氧化耦合，处理高盐有机废水，实验表明，单独使用活性炭处理高盐废水时，在 pH =6.0，活性炭投加量为 9.0g

/L，吸附时间为 60min 条件下，COD 去除率最大，达到47.5% ，再经Fenton 氧化处理，在FeSO4 ·7H2O 投加量为 3. 0 g /L，H2O2 投加量为 4. 7 g /L，反应时间为 30 min 条件下，COD 去除率最大，达到 84. 4%。采用活性炭吸附-Fenton 氧化联合处理高盐有机废水效果很理想，联合处理后，废水 COD 由初始浓度 13650 mg /L 降至560 mg /L，去除率达到 95. 9% ，是处理高盐废水的一种有效方法。

4、改性活性炭铁吸附剂处理含铬、铜、铅废水

改性活性炭铁吸附剂处理含铬电镀废水

王雨等为解决普通活性炭处理含铬电镀废水吸附速度慢、容量小的问题，用锰盐对活性炭进行改性，可提高在弱酸环境下的吸附能力，加入少量的铁屑，有助于活性炭在酸性条件下对废水中 Cr（Ⅵ）的吸附与转化。通过实验发现，对预处理后含铬质量浓度在 8.8 mg/L 以下的电镀废水，改性活性炭铁吸附剂能在 pH 为 6～7、接触时间为 1.5 h 实现 90%以上的总铬去除率。

改性活性炭处理含铜废水

吕游等利用乙二胺四乙酸二钠（ EDTA-Na2 ）对煤质活性炭进行改性，用以提高废水中Cu2+的去除效率。实验表明，在 124℃、0.14 MPa 的条件下，利用 0.05 mol /L 的 EDTA-Na2 溶液改性处理煤基活性炭，当固液比 1 ：10、浸渍时间 40 min 时，所得活性炭处理模拟的含铜废水，活性炭吸附能力明显增强，Cu2+去除率从未改性前的为 60.9%提高至90.8%。

活性炭处理含铅废水

刘延慧研究了活性炭对含铅废水的处理情况，研究发现，在pH5.0-6.0时，质量浓度在100mg/L以内，废水铅含量与活性炭的比例为1：400，接触反应80min，铅离子的去除率可达99%，去除效果较好。

小结

随着社会经济的进一步发展，工业废水产生量越来越多，废水的成分非常复杂，环境容量有限，环保要求越来越严格，废水的达标排放成为企业亟待解决的问题。活性炭吸附作为一种高效、清洁的废水净化手段，应用范围在进一步的扩大。通过不同实验条件改进活性炭使其用于处理含油废水、高盐废水、焦化废水、含铬、铜、铅废水等。但实际应用还存在一定的问

题，如生产工艺欠缺或不完善，导致产量供不应求。面对这些问题，希望专家学者积极探索的相关问题，不断研发全新的活性炭制造及应用工艺，从而更好的发挥其净化效果。

参考文献：

[1] 刘宏菊卢红梅郭勰.活性炭负载型 TiO2光催化降解采油废水的研究[J]，环境工程，2014.8：25，

[2] 尚会建，周艳丽，赵彦等活性炭催化臭氧化用于处理低浓度氨氮废水[J]，化工环保，2012.5（32）：4

[3] 杨德敏，袁建梅，夏宏.臭氧 /活性炭联合工艺深度处理焦化废水[J]，环境工程学报，2014.9（8）：3665

[4] 曲晓萍，吴晓辉，陆晓华，黄卫红.活性炭-微波辐射深度处理焦化废水[J]，华中科技大学学报，2005.12（22）：79

[5] 易斌，杨春平，郭俊元等.活性炭吸附-Fenton氧化处理高鹽有机废水[J]，环境工程学报，2013.3（7）：903

[6] 王雨，郭永福，吴伟等.改性活性炭铁吸附剂处理含铬电镀废水[J]，工业水处理，2015.1 （35）：18