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1． 前言
任何表面都有自發降低表面能的傾向，由于固體表面難于收縮，所以只能靠降低界面張力的辦法來降低界面張力的方法來降低表面能，這也就是固體表面能產生吸附作用的根本原因。由于活性炭具有發達的孔隙結構和巨大的比表面積，對水中溶解的有機物，如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產品等具有較強的吸附能力，而且對用生物法及其他方法難以去除的有機物，如色度、異臭、表面活性物質、除草劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成的有機化合物都有較好的去除效果，因此活性炭吸附技術在水處理中已得到廣泛應用。
活性炭的特點
活性炭是一種多孔性含炭物質，具有發達的微孔構造合巨大的比表面積。它包括許多種具有吸附能力的碳基物質，能夠將許多化學物質吸附在其表面上?；钚蕴孔畛跤糜谥铺菢I，后來廣泛用于去除污水中的有機物合某些無機物。
2.1活性炭的一般性質
活性炭外觀為暗黑色，具有良好吸附性能，化學性質穩定，可耐強酸及強堿，能經受水浸、高溫，密度比水小，是多孔的疏水性吸附劑。
2.2活性炭的作用機理
活性炭產生吸附的主要原因是固體表面上的原子力場不飽和，有表面能，因而可以吸附某些分子以降低表面能。固體從溶液中吸附溶質分子后，溶液的濃度將降低，而被吸附的分子將在固體表面上濃聚。
活性炭在制造過程中，其揮發性有機物被去除，晶格間生成了空隙，形成許多不同形狀、不同大小的細孔。通?；钚蕴款w粒中的孔隙占顆?？傮w積的70%～80%。這些孔隙形狀多樣，孔徑分布范圍很廣，細孔壁的總表面積即比表面積一般高達500～1700平方米/克。這就是為什么活性炭吸附能力強、吸附容量大的主要原因。
活性炭的吸附特性不僅與細孔構造和分布情況有關,而且還與活性炭的表面化學性質有關?；钚蕴勘旧硎欠菢O性的,其含量及電荷隨原料組成、活化條件不同而異,低溫活化(< 500℃)的碳可以生成表面酸性氧化物,水解后可以放出H+。由于活性炭表面有微弱的極性使其他極性溶質競爭活性炭表面的活性位置,導致非極性溶質吸附量的降低,而對水中某些金屬離子交換吸附或絡合反應,提高了活性炭對金屬離子的吸附效果。
總之，在吸附過程中，真正決定吸附能力的是微孔結構。全部比表面幾乎都是微孔構成的。粗孔和過渡孔分別起著粗、細吸附通道作用，它們的存在和分布在相當程度上影響了吸附和脫附速率。此外，活性炭吸附性質還受活性炭表面化學性質影響。
3.活性炭在水處理中的應用
活性炭吸附工藝是目前去除水中有機物的首選工藝。由于原料來源豐富，表面積大，對色、嗅、味及其他有機物有良好的去除率。活性炭在水處理過程中的應用日益廣泛。其中粉末活性炭，對除去水中藻細胞分泌物產生的低分子量DOC尤為有效，并能有效地去除水中的微囊藻毒素，在經典的慢砂濾池后加上一個活性炭濾池可除去引起水臭味的有機物，如：土臭味素及2-甲基異冰片(MIB)，有效地降低出水的臭味。但活性炭對危害較大的鹵代烴的吸附效果不太好，而且活性炭吸附后的再生問題一直難以得到滿意的解決。目前，正在開發新型吸附材料如活性炭纖維、多孔合成樹脂等。
3.1活性炭在飲用水處理中的應用
以顆?；钚蕴繛闉V料的快速生物濾池通常用作第二級過濾，通過生長在顆?；钚蕴勘砻婕毦幕顒樱ニ械腂OM。這一處理過程又稱二級生物活性炭過濾。有文獻報道了這一過程的有效性。為減少費用及便于在水廠中推廣，人們提出了“第一級砂——生物活性炭雙層濾池”的構想。應用生物濾池去除水中BOM有以下優點：
(1)減少了細菌在供水系統中生長所需的營養物質，可有效控制細菌的繁殖；
(2)減少了與消毒劑反應的有機物的量，進而減少了飲水處理所需的消毒劑的用量及穩定了出廠水剩余消毒劑的含量；
(3)通過去除一些消毒副產物的有機前體物，減少了水廠水中消毒副產物的含量；
(4)將有機物轉化為無機終產物；
(5)老化脫落的生物膜殘渣較化學沉淀污泥易處理；
(6)生物處理法費用較活性炭吸附法低。
3.2活性炭在廢水處理過程中的除臭作用
活性炭吸附柱可以去除許多惡臭物質。如乙醛、吲哚等惡臭成分是通過物理吸附而去除的，H2S和硫醇等則是在活性炭表面進行氧化反應而進一步吸附去除的。活性炭對硫化氫以及含硫化合物的去除比較理想，單對氨或含氮化合物的去除并不理想。活性炭在達到飽和之前，其對惡臭物質的去除率是保持相對穩定且其受氣體負荷變化的沖擊影響比較小，因此適應性比較廣泛，但是吸附劑不便頻繁再生，因而對被吸附氣體的濃度要求不能太高。
3.3活性炭在處理印染廢水中的脫色能力
利用活性炭吸附作用處理成分復雜的染料生產廢水，具有良好的效果。其基本工作流程如下：
(1)厭氧預處理的出水經混凝沉淀后，COD去除率為83%左右，脫色率達到99.3%，為后續的吸附創造了良好的條件。
(2)活性炭具有良好的吸附性能，本工藝的最佳吸附條件：pH=4，粉末活性炭用量為20g/L，吸附過程中需要攪拌，吸附時間為40min，吸附后出水的CODCr為150mg/L以下，達到了國家排放標準。
(3)用堿法洗脫和Fenton試劑氧化這兩種再生方法均可較好地恢復活性炭的吸附性能。對再生后的活性炭進行吸附，CODCr去除率仍可達77%以上，脫色率可達97%以上。鞏義市東方凈水材料有限公司，是繼鞏義市東方給排水材料廠的基礎上改制的新型股份制企業。二十多年來公司本著“追求品質；盡善盡美”的企業經營理念，不斷開發聚合氯化鋁等凈水藥劑，擴大企業規模，生產設備一流，技術力量雄厚。產品已有聚合氯化鋁擴展到環保填料等六大系列，三十多個品種。質量優于國內同行業之首，它適用于各種過濾器、離子交換器、無閥濾池、虹吸濾池、移動式供水設備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設備，是自來水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、煤氣、紡織、印染、石油、化工行業的理想產品，用戶遍布全國20多個省、市及出口東南亞國際市場。
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