活性炭用于有機污染物的去除方法

• 來源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時間：2021-05-13點擊：1052次

• 　　活性炭用于有機污染物的去除方法，隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快，水體中的有機污染日益嚴重，采取有效的去除有機污染物的措施已成為污水處理的難點和熱點，酚類廢水的處理就是其中之一。雖然活性炭用于有機污染物的去除具有一定的優(yōu)勢，但其吸附速率較低。但對活性炭進行改性，可在一定程度上改變其表面圍觀結(jié)構(gòu)，提高吸附性能。綜述了活性炭改性的方法，包括酸性改性、堿性改性、金屬離子改性和芬頓改性等，為進一步研究酚類廢水的處理方法提供參考。

  

  　　用改性活性炭處理酚類廢水。

  　　含酚類廢水的危害。

  　　活性炭用于有機污染物的去除方法，酚類廢水是一種非常典型且廣泛存在的工業(yè)有機廢水，主要來源于天然氣、煉油、焦化以及制藥、化工等生產(chǎn)過程，其中苯酚或酚、醛為原料。酚類屬于高毒性化學(xué)品，可被呼吸道、皮膚及消化道吸收，人體攝入一定量的酚類后會出現(xiàn)急性中毒癥狀。酚可與人體內(nèi)或生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)合并使之變性，造成人體組織損傷甚至壞死，從而導(dǎo)致生物中毒。酚類化合物的量大，來源廣泛，危害嚴重，已被列為各國水污染控制重點解決的有毒有害廢水。苯酚作為一種典型的持久性有機污染物，其污染與治理技術(shù)值得人們廣泛關(guān)注。

  　　含酚廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀。

  　　苯酚的治理方法主要有吸附法、生物降解法、光催化法等，比較常用的有生物處理法和活性炭吸附法。用生物處理法處理酚類廢水，在處理前需做一些必要的預(yù)處理，并提供適宜微生物生長的條件。其中，吸附法操作更加簡便，成本也更低，特別適用于處理低濃度有機污染物，因而受到廣泛關(guān)注。吸附劑的選擇是吸附法處理酚類廢水的核心問題。與其它吸附劑相比，活性炭具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因此活性炭更適合吸附相對分子量在45~130之間的低濃度有機物。目前活性炭被認為是吸附法處理酚類廢水的主要吸附劑。

  　　近年來，為了提高活性炭對污染物的吸附能力，人們對活性炭進行表面改性，國內(nèi)外也取得了一定的進展。

  　　三是活性炭改性的意義。

  　　一般而言，活性炭是一種有機物質(zhì)，包括煤、石油或瀝青，經(jīng)碳化、活化等處理，可制得具有較大孔隙且以炭為骨架結(jié)構(gòu)的黑色固體物質(zhì)，其主要化學(xué)成分為碳元素，并含有少量氮、氫、氧等。它是一種多孔性固體吸附劑，具有化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定、耐熱耐酸耐堿、吸附容量大、吸附速度快、飽和后可再生等優(yōu)點，可有效吸附各種有機物和無機物。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不像石墨、鉆石那樣按照一定的格局規(guī)律排列，也不像普通含碳物質(zhì)那樣含有多種復(fù)雜的有機物質(zhì)。由于其龐大的分子結(jié)構(gòu)和獨特的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，活性炭的這些特性決定了它是一種優(yōu)良的吸附材料，同時也決定了它的基本性質(zhì)、性能和使用效果。

  　　除表面積和孔結(jié)構(gòu)外，活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)對其吸附性能的影響更大，它的表面化學(xué)性質(zhì)決定了活性炭的吸附性能。其化學(xué)性質(zhì)主要是由表面的化學(xué)官能團、化合物和表面的雜原子決定的，這些不同的表面官能團、化合物和雜原子在不同的吸附質(zhì)上的吸附能力有很大差異。不同的化學(xué)性能會影響活性炭的酸堿性能、濕潤性能、催化性能、吸附選擇性和電學(xué)性能等。因此，對活性炭表面進行化學(xué)改性，從而改變其表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使活性炭對特定種類物質(zhì)的吸附更具選擇性，具有深遠的意義。

  　　改性活性炭在含酚廢水處理中的應(yīng)用研究。

  　　其改性的目的是通過改變活性炭表面官能團的種類和數(shù)量，以提高其對特定吸附質(zhì)的吸附能力。在活性炭中，如何使被吸附物(即被吸附的原子、分子或離子)與活性炭相結(jié)合，使其處于優(yōu)勢地位，是提高活性炭吸附效率的關(guān)鍵，這就要求活性炭有針對性地進行改性。

  　　1.酸改性活性炭。

  　　利用酸性強氧化作用對活性炭進行改性，主要是利用酸性強氧化作用對活性炭進行表面處理，以增加活性炭中酸性組分的含量，提高其吸附極性物質(zhì)的能力。一般而言，活性炭屬于非極性物質(zhì)，屬于疏水性物質(zhì)，可在水溶液中有效吸附各種非極性有機物，但對溶液中具有一定極性的親水溶質(zhì)則很難吸附。

  　　4.2改性堿活性炭。

  　　用濃度為10%的氨水對活性炭進行改性，經(jīng)研究表明，活性炭改性后，表面多處塌陷，原有孔結(jié)構(gòu)被堿性試劑破壞，顯露出更多的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因而表面積增大，吸附能力增強。采用氨水改性后的活性炭與未改性的活性炭相比，對酚類的去除效果有較大提高，去除過程主要分為快速吸附和減速吸附兩個階段，并最終達到平衡。用氨水對氨基甲酸酯改性后，活性炭的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，增加了對酚類的去除。

  　　4.3金屬離子對活性炭進行改性。

  　　金屬離子改性活性炭是指在活性炭表面負載金屬離子，通過活性炭的還原性和吸附性，使金屬離子在活性炭表面達到優(yōu)先吸附，然后再利用活性炭的還原性，將金屬離子還原為低成本的離子或單質(zhì)，由于金屬離子和吸附物之間有很強的結(jié)合力，提高活性炭對被吸附物質(zhì)的吸附能力。常見的負載金屬離子有銅離子、鐵離子等。

  　　4.4Fenton改性活性炭

  　　費頓試劑是近幾十年發(fā)展起來的一種新型水處理技術(shù)，與其它先進的氧化技術(shù)相比，由于反應(yīng)過程簡單、快速，且能產(chǎn)生絮凝作用，因而受到廣泛歡迎。本發(fā)明首先用Fenton試劑在體系中快速生成極具氧化性的羥基自由基，通過親電加成、電子轉(zhuǎn)移和脫氫反應(yīng)等途徑與水中的有機污染物發(fā)生反應(yīng)，生成進一步氧化的反應(yīng)中間體，如對苯二酚、1,4-苯醌、脂肪羧酸類等，再進一步反應(yīng)，最終礦化成二氧化碳和水，以達到快速、安全地去除污染物的目的。

  　　五、結(jié)論。

  　　活性炭用于有機污染物的去除方法，酚是一種重要的化工原料和中間體，也是許多工業(yè)企業(yè)的副產(chǎn)品，含酚廢水是我國水污染控制中重點解決的有害廢水之一。利用活性炭具有較大的比表面積和多種活性基團，是處理酚類廢水的主要方法。通過調(diào)整活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，對表面組分進行改性，使活性炭具有更好的特異性和特異性吸附催化性能，從而提高了對苯酚廢水的處理效果，極大地提高了處理效率。