活性炭处理工业废水的应用
摘要：这几年，工业废水的处理并不是很好，一些大城市处理工作还算可观，但是在我国下面的大多数的工业企业在废水处理方面仍存在较多的问题。以下内容是对废水处理进行分析，并且就应用到工业废水处理的活性炭的特性进行讨论，根据实际情况的应用问题，提出了相应的解决方案，并逐步确定了活性炭在工业废水处理方面的发展趋势。希望会对我国的工业废水领域的工作提供帮助。
关键词：活性炭；工业废水；处理；发展方向；经济发展；分析与研究
中图分类号：X703 文献标识码： A 文章编号：2095-672X（2018）03-0038-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.021
Abstract： In recent years， the treatment of industrial wastewater is not very good， and the treatment in some big cities is still considerable. However， most industrial enterprises under our country still have more problems in wastewater treatment. The following is the analysis of wastewater treatment， and applied to the characteristics of activated carbon in industrial wastewater treatment are discussed， according to the practical application of the problem， put forward the corresponding solutions， And gradually determined the development trend of activated carbon in industrial wastewater treatment. We hope that it will help our work in the field of industrial waste water.
Keywords： Activated carbon； Industrial wastewater； Treatment； Development direction； Economic development； Analysis and research
1 活性炭的概述
炭經过特殊处理之后就会形成活性炭。有机原料在无氧的条件下进行加热，这样能够有效减少非炭成分，这个过程称之为炭化。炭化之后再与气体进行化学反应，通过侵蚀其表面机会产生一种微孔比较发达的结构，这个过程称之为活化。这个过程与炭化不同，这是看不到的。由于进行的是点状侵蚀，所以才会使活性炭表面有很多小孔。这些小孔的直径大约2mm左右。活性炭的表面积很大， 1g的活性炭的表面积可达500～1000㎡左右。活性炭所有的应用都离不开这个特点[1]。其吸附性，指的是其固体表面对水有一种吸附作用，这样能够达到很好的净水效果。它的吸附能力与其表面的孔的大小有很大关系。颗粒越小孔的扩散就越快。颗粒越大孔的扩散就越慢。只有快的扩散速度，才会有好的吸附能力。吸附过程是否符合标准，这与吸附的速度还有吸附的能力是有很大关系的。这两个要素衡量吸附过程的好坏。吸附量是决定吸附能力好坏的重要指标之一。吸附速度是指单位时间内单位重量的吸附剂所吸附的量。在水处理中，吸附速度决定了吸附剂与污水的接触时间[2]。
2 活性炭处理工业废水的应用概况分析
我国淡水资源是比较稀缺的，日常饮用到的不仅有淡水湖的水资源，还有地下水，但是同样严重的问题就是我国对水资源的浪费现象是日益的显著，并且伴随着我国经济的快速发展和城市现代建设的推动，在工业生产领域对水资源的利用越来越多，存在对水资源的浪费和工业废水对环境的污染现象。所以就目前形势来看，要积极的响应国家的号召，加强对工业废水处理的管理。通过对相关工业的调查显示，在我国平均每年废水的排出量为8×10 8m?，并且废水中参杂了很多有毒物质，比如氰化物、氯酚等，同时存在着大量的金属离子，对环境的影响都是很巨大的。大多数工业企业对废水处理最常用的方法是沉淀法、电解法和膜处理法等，但是对废水处理效果最好的还是活性炭处理法。因为炭自身就有很强的吸附能力，在实际实践中取得了多次成效。
3 工业废水处理中的活性炭分类、吸附以及影响活性炭吸附的因素
（1）活性炭的分类。运用到工业废水处理的活性炭的分类有很多种，最为普遍的就是粉末状或者是颗粒状的活性炭。粉末状的活性炭由于体积较小，从而使得自身与废水的接触面积更大，所以其吸附效果是最佳的。虽然粉末状的活性炭制作起来相对简单，且成本较低，但是其使用特性为一次性，不可以回收并投放使用[3]。相对来说，颗粒状的活性炭在制作方面就相对复杂，并且其生产成本也较高，但唯一的优势在于可以再次回收使用。由于是颗粒状态存在，所以操作管理起来就比较方便。在活性炭处理工业废水的作业中，被广泛认可的是颗粒状活性炭。
（2）活性炭吸附。活性炭具有一定的吸附能力，能够对废水中的一种或者多种以上的其他物质进行吸附，以达到除去废水中的杂质，实现清洁水质的效果。
（3）影响活性炭吸附的因素。在对废水进行处理时，处理程度最终取决于活性炭在废水中的吸附能力和吸附杂质的效率。活性炭吸附能力的判断标准就是以对废水中杂质的吸附的量来决定的，吸附效率则是单位体积的活性炭对废水杂质的单位吸附量所用的时间。首先就是活性炭的单位体积对吸附的影响，在对工业废水进行处理工作时，通常情况下，活性炭单位体积的大小直接决定了其吸附能力的大小。由于活性炭表面存在很多的空隙，体积小的活性炭其对应的空隙变化的速度就会加强，所以吸附能力就强。
其次就是废水中的酸碱值和水温对活性炭吸附工作的影响。工业废水在PH值小于7的情况下，呈酸性，活性炭在酸性的条件下更有利于吸附。考虑到活性炭在吸附时的物理反应为放热，如果外界环境的温度较低，就会有利于提高活性炭吸附效果。最后就是废水的浓度对活性炭的吸附影响，在其他条件稳定的情况下，活性炭的吸附能力随废水浓度的升高而升高[4]。
4 活性炭在污水处理中的应用
综合考虑活性炭的成本和处理标准的问题，所以在对工业废水进行活性炭吸附处理时，主要是吸附排除掉仅有的微量杂质，实现对污水的净化。以下内容则是对活性炭在污水处理中的应用进行分析。（1）活性炭处理含铬废水 。活性炭对含铬废水的处理。铬是以离子形式大量存在与工业废水中的一种金属元素，其化学价为正六价，但是其存在方式是由废水的酸碱值决定的。活性炭的结构很复杂，利用其较强的吸附性，能够充分有效吸附废水中的铬离子。利用到物理、化学等综合处理效果，对废水中的铬进行处理，实现净化废水的最佳效果。（2）活性炭处理含氰废水。在工业生产排放出的废水中，都存在一定浓度的含氰物质或者副产氰化物。在全国范围内的工业废水处理中，运用活性炭对含氰废水的处理已经越来越广泛，但是在废水中仍有少量的氰根和氰化氢，且成本也相对较高。
5 活性炭处理工业废水的应用远景
运用到工业废水处理的活性炭处理技术已经越来越被重视，并且随着我国经济的快速发展，对相关技术进一步展开了研究。就活性炭处理工业废水问题，对活性炭的研究，从其自身的表面结构，逐步改善为对表面官能团活跃性的研究，分析出官能团对活性炭的吸附能力的影响。最近对炭元素的研究出现了活性炭纤维物质，其物理特点与传统的活性炭大致相同，直接大约为5～20μm；但是与传统活性炭不同的是，活性炭纤维具有较强的耐温性。作为在传统活性炭基础上研发出来的新型吸附剂，具备吸附效率高、能力强和可再生等优势，更够有效的处理传统活性炭未能处理的废水，操作简单，成本相对较低，可以充分实现对废水的处理效果。用一定的方法去处理活性炭，让其表面官能团性质与数量改变，这个叫做活性炭的改性。各种改性活性炭根据其处理方式不同而不同。比如说，以去除有机污染物为主要目的的活性炭其改性表面的研究方向就是：减少表面内酯基及羧基等含氧官能团的含量，增加活性炭表面的疏水性。
6 结束语
根据上文的分析与研究可知我国现阶段的活性炭处理工业废水技术尚未完善，有些相关的理论和技术要求都有待提高。除此之外还有我国对工业废水处理的活性炭的提供量日益紧张，生产设备少，且生产成本越来越高，这一系列因素限制了活性炭处理技术的发展。与一些发达国家之间的差距还是很大的。应针对不同处理要求的废水，对活性炭的功能进行创新，加大对相关技术理论的研究，确保活性炭處理工业废水技术的稳定发展。进而为我国的活性炭处理废水工作贡献一份力量。
参考文献
[1]王菊，张红梅.浅议活性炭在工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保，2013，（03）：75.
[2]郭慧，郭兆学.活性炭处理工业废水的应用[J].科技信息（科学教研），2008，（04）：105.
[3]杨娜，叶树强，周朝勇.活性炭吸附在工业废水处理中的应用[J].企业技术开发，2016，（06）：22.
[4]高玉，孙宝铁，高秀丽，董志博，王浩铭，邹东雷.微波-活性炭联合处理焦化废水的应用前景[J].环境与可持续发展，2017，（04）：36.
收稿日期：2018-01-11
作者简介：徐宇峰（1986-），男，本科，环境专员，研究方向为环境工程。
关键词：活性炭；工业废水；处理；发展方向；经济发展；分析与研究
中图分类号：X703 文献标识码： A 文章编号：2095-672X（2018）03-0038-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.021
Abstract： In recent years， the treatment of industrial wastewater is not very good， and the treatment in some big cities is still considerable. However， most industrial enterprises under our country still have more problems in wastewater treatment. The following is the analysis of wastewater treatment， and applied to the characteristics of activated carbon in industrial wastewater treatment are discussed， according to the practical application of the problem， put forward the corresponding solutions， And gradually determined the development trend of activated carbon in industrial wastewater treatment. We hope that it will help our work in the field of industrial waste water.
Keywords： Activated carbon； Industrial wastewater； Treatment； Development direction； Economic development； Analysis and research
1 活性炭的概述
炭經过特殊处理之后就会形成活性炭。有机原料在无氧的条件下进行加热，这样能够有效减少非炭成分，这个过程称之为炭化。炭化之后再与气体进行化学反应，通过侵蚀其表面机会产生一种微孔比较发达的结构，这个过程称之为活化。这个过程与炭化不同，这是看不到的。由于进行的是点状侵蚀，所以才会使活性炭表面有很多小孔。这些小孔的直径大约2mm左右。活性炭的表面积很大， 1g的活性炭的表面积可达500～1000㎡左右。活性炭所有的应用都离不开这个特点[1]。其吸附性，指的是其固体表面对水有一种吸附作用，这样能够达到很好的净水效果。它的吸附能力与其表面的孔的大小有很大关系。颗粒越小孔的扩散就越快。颗粒越大孔的扩散就越慢。只有快的扩散速度，才会有好的吸附能力。吸附过程是否符合标准，这与吸附的速度还有吸附的能力是有很大关系的。这两个要素衡量吸附过程的好坏。吸附量是决定吸附能力好坏的重要指标之一。吸附速度是指单位时间内单位重量的吸附剂所吸附的量。在水处理中，吸附速度决定了吸附剂与污水的接触时间[2]。
2 活性炭处理工业废水的应用概况分析
我国淡水资源是比较稀缺的，日常饮用到的不仅有淡水湖的水资源，还有地下水，但是同样严重的问题就是我国对水资源的浪费现象是日益的显著，并且伴随着我国经济的快速发展和城市现代建设的推动，在工业生产领域对水资源的利用越来越多，存在对水资源的浪费和工业废水对环境的污染现象。所以就目前形势来看，要积极的响应国家的号召，加强对工业废水处理的管理。通过对相关工业的调查显示，在我国平均每年废水的排出量为8×10 8m?，并且废水中参杂了很多有毒物质，比如氰化物、氯酚等，同时存在着大量的金属离子，对环境的影响都是很巨大的。大多数工业企业对废水处理最常用的方法是沉淀法、电解法和膜处理法等，但是对废水处理效果最好的还是活性炭处理法。因为炭自身就有很强的吸附能力，在实际实践中取得了多次成效。
3 工业废水处理中的活性炭分类、吸附以及影响活性炭吸附的因素
（1）活性炭的分类。运用到工业废水处理的活性炭的分类有很多种，最为普遍的就是粉末状或者是颗粒状的活性炭。粉末状的活性炭由于体积较小，从而使得自身与废水的接触面积更大，所以其吸附效果是最佳的。虽然粉末状的活性炭制作起来相对简单，且成本较低，但是其使用特性为一次性，不可以回收并投放使用[3]。相对来说，颗粒状的活性炭在制作方面就相对复杂，并且其生产成本也较高，但唯一的优势在于可以再次回收使用。由于是颗粒状态存在，所以操作管理起来就比较方便。在活性炭处理工业废水的作业中，被广泛认可的是颗粒状活性炭。
（2）活性炭吸附。活性炭具有一定的吸附能力，能够对废水中的一种或者多种以上的其他物质进行吸附，以达到除去废水中的杂质，实现清洁水质的效果。
（3）影响活性炭吸附的因素。在对废水进行处理时，处理程度最终取决于活性炭在废水中的吸附能力和吸附杂质的效率。活性炭吸附能力的判断标准就是以对废水中杂质的吸附的量来决定的，吸附效率则是单位体积的活性炭对废水杂质的单位吸附量所用的时间。首先就是活性炭的单位体积对吸附的影响，在对工业废水进行处理工作时，通常情况下，活性炭单位体积的大小直接决定了其吸附能力的大小。由于活性炭表面存在很多的空隙，体积小的活性炭其对应的空隙变化的速度就会加强，所以吸附能力就强。
其次就是废水中的酸碱值和水温对活性炭吸附工作的影响。工业废水在PH值小于7的情况下，呈酸性，活性炭在酸性的条件下更有利于吸附。考虑到活性炭在吸附时的物理反应为放热，如果外界环境的温度较低，就会有利于提高活性炭吸附效果。最后就是废水的浓度对活性炭的吸附影响，在其他条件稳定的情况下，活性炭的吸附能力随废水浓度的升高而升高[4]。
4 活性炭在污水处理中的应用
综合考虑活性炭的成本和处理标准的问题，所以在对工业废水进行活性炭吸附处理时，主要是吸附排除掉仅有的微量杂质，实现对污水的净化。以下内容则是对活性炭在污水处理中的应用进行分析。（1）活性炭处理含铬废水 。活性炭对含铬废水的处理。铬是以离子形式大量存在与工业废水中的一种金属元素，其化学价为正六价，但是其存在方式是由废水的酸碱值决定的。活性炭的结构很复杂，利用其较强的吸附性，能够充分有效吸附废水中的铬离子。利用到物理、化学等综合处理效果，对废水中的铬进行处理，实现净化废水的最佳效果。（2）活性炭处理含氰废水。在工业生产排放出的废水中，都存在一定浓度的含氰物质或者副产氰化物。在全国范围内的工业废水处理中，运用活性炭对含氰废水的处理已经越来越广泛，但是在废水中仍有少量的氰根和氰化氢，且成本也相对较高。
5 活性炭处理工业废水的应用远景
运用到工业废水处理的活性炭处理技术已经越来越被重视，并且随着我国经济的快速发展，对相关技术进一步展开了研究。就活性炭处理工业废水问题，对活性炭的研究，从其自身的表面结构，逐步改善为对表面官能团活跃性的研究，分析出官能团对活性炭的吸附能力的影响。最近对炭元素的研究出现了活性炭纤维物质，其物理特点与传统的活性炭大致相同，直接大约为5～20μm；但是与传统活性炭不同的是，活性炭纤维具有较强的耐温性。作为在传统活性炭基础上研发出来的新型吸附剂，具备吸附效率高、能力强和可再生等优势，更够有效的处理传统活性炭未能处理的废水，操作简单，成本相对较低，可以充分实现对废水的处理效果。用一定的方法去处理活性炭，让其表面官能团性质与数量改变，这个叫做活性炭的改性。各种改性活性炭根据其处理方式不同而不同。比如说，以去除有机污染物为主要目的的活性炭其改性表面的研究方向就是：减少表面内酯基及羧基等含氧官能团的含量，增加活性炭表面的疏水性。
6 结束语
根据上文的分析与研究可知我国现阶段的活性炭处理工业废水技术尚未完善，有些相关的理论和技术要求都有待提高。除此之外还有我国对工业废水处理的活性炭的提供量日益紧张，生产设备少，且生产成本越来越高，这一系列因素限制了活性炭处理技术的发展。与一些发达国家之间的差距还是很大的。应针对不同处理要求的废水，对活性炭的功能进行创新，加大对相关技术理论的研究，确保活性炭處理工业废水技术的稳定发展。进而为我国的活性炭处理废水工作贡献一份力量。
参考文献
[1]王菊，张红梅.浅议活性炭在工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保，2013，（03）：75.
[2]郭慧，郭兆学.活性炭处理工业废水的应用[J].科技信息（科学教研），2008，（04）：105.
[3]杨娜，叶树强，周朝勇.活性炭吸附在工业废水处理中的应用[J].企业技术开发，2016，（06）：22.
[4]高玉，孙宝铁，高秀丽，董志博，王浩铭，邹东雷.微波-活性炭联合处理焦化废水的应用前景[J].环境与可持续发展，2017，（04）：36.
收稿日期：2018-01-11
作者简介：徐宇峰（1986-），男，本科，环境专员，研究方向为环境工程。
