活性炭及其在凈水技術(shù)中的廣泛應(yīng)用

 

活性炭具有較強(qiáng)的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型吸附劑。活性炭作為一種優(yōu)良的吸附劑在給水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，是去除水中有機(jī)物、嗅是合成有機(jī)物的有效手段。活性炭具有很大的吸附性能主要是由其特殊的表面結(jié)構(gòu)特性和表面化學(xué)特性所決定，同時(shí)活性炭的電化學(xué)性質(zhì)對(duì)吸附性能也有很大影響。

隨著城市生活飲用水水源受污染程度日益加劇，為提升飲用水水質(zhì)，需要改造水廠常規(guī)水處理工藝，臭氧-活性炭深度水處理技術(shù)的應(yīng)用將日益普及，活性炭的選型將直接影響深度水處理的效果和投資建設(shè)資金。
活性炭廣泛用于工業(yè)三廢治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫(yī)藥、黃金提取、半導(dǎo)體應(yīng)用、電池和電能貯存等。調(diào)整活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)表面基團(tuán)進(jìn)行改性，對(duì)提高其特殊性能和特定吸附催化作用具有較為重要的作用。

大部分含碳物質(zhì)都可制備活性炭，如木材、鋸末、煤類、泥炭類、果殼、果核、蔗渣及稻殼、石油廢料、廢舊塑料、廢舊皮革、廢輪胎、造紙廢料、城市垃圾等廢棄物。目前普遍認(rèn)為果殼是制備活性炭的原料，但我國果殼資源有限，且不易集中、貯存，價(jià)格昂貴。近年來，國內(nèi)外對(duì)各種價(jià)格較低、來源廣泛的廢棄物相繼進(jìn)行了制備活性炭的試驗(yàn)[1]。目前由廢棄物制得的活性炭性能并不高，實(shí)際應(yīng)用還較少，但因其價(jià)格低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且綠色而日益受到青睞。有效地利用廢棄物生產(chǎn)活性炭，不僅可節(jié)約資源且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
在環(huán)保產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，活性炭用量較大的是城市水源凈化工程和污水處理工程，約占環(huán)保產(chǎn)業(yè)活性炭總用量的70％以上；其次是空氣凈化，活性炭用量也在逐年上升。然而，活性炭生產(chǎn)過程卻存在著一定程度的環(huán)境污染。在國家環(huán)保政策越來越嚴(yán)的情況下，解決好活性炭生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保問題，是活性炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。
活性炭作為優(yōu)良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處理、凈化或儲(chǔ)存氣體等方面有著廣泛的應(yīng)用。研究表明，活性炭主要對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量小于3000，尤其是500-1000的有機(jī)物吸附作用較強(qiáng)。影響活性炭性能的主要因素有比表面積大小、孔容和孔徑分布。一般比表面積、孔容越大，其吸附能力越強(qiáng)。