活性炭用于有机污染物的去除方法

• 来源：广东冠森炭业科技有限公司q 更新时间：2021-05-13点击：1070次

• 　　活性炭用于有机污染物的去除方法，随着我国工业化进程的不断加快，水体中的有机污染日益严重，采取有效的去除有机污染物的措施已成为污水处理的难点和热点，酚类废水的处理就是其中之一。虽然活性炭用于有机污染物的去除具有一定的优势，但其吸附速率较低。但对活性炭进行改性，可在一定程度上改变其表面围观结构，提高吸附性能。综述了活性炭改性的方法，包括酸性改性、碱性改性、金属离子改性和芬顿改性等，为进一步研究酚类废水的处理方法提供参考。

  

  　　用改性活性炭处理酚类废水。

  　　含酚类废水的危害。

  　　活性炭用于有机污染物的去除方法，酚类废水是一种非常典型且广泛存在的工业有机废水，主要来源于天然气、炼油、焦化以及制药、化工等生产过程，其中苯酚或酚、醛为原料。酚类属于高毒性化学品，可被呼吸道、皮肤及消化道吸收，人体摄入一定量的酚类后会出现急性中毒症状。酚可与人体内或生物体内的蛋白质结合并使之变性，造成人体组织损伤甚至坏死，从而导致生物中毒。酚类化合物的量大，来源广泛，危害严重，已被列为各国水污染控制重点解决的有毒有害废水。苯酚作为一种典型的持久性有机污染物，其污染与治理技术值得人们广泛关注。

  　　含酚废水处理技术现状。

  　　苯酚的治理方法主要有吸附法、生物降解法、光催化法等，比较常用的有生物处理法和活性炭吸附法。用生物处理法处理酚类废水，在处理前需做一些必要的预处理，并提供适宜微生物生长的条件。其中，吸附法操作更加简便，成本也更低，特别适用于处理低浓度有机污染物，因而受到广泛关注。吸附剂的选择是吸附法处理酚类废水的核心问题。与其它吸附剂相比，活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，因此活性炭更适合吸附相对分子量在45~130之间的低浓度有机物。目前活性炭被认为是吸附法处理酚类废水的主要吸附剂。

  　　近年来，为了提高活性炭对污染物的吸附能力，人们对活性炭进行表面改性，国内外也取得了一定的进展。

  　　三是活性炭改性的意义。

  　　一般而言，活性炭是一种有机物质，包括煤、石油或沥青，经碳化、活化等处理，可制得具有较大孔隙且以炭为骨架结构的黑色固体物质，其主要化学成分为碳元素，并含有少量氮、氢、氧等。它是一种多孔性固体吸附剂，具有化学性质比较稳定、耐热耐酸耐碱、吸附容量大、吸附速度快、饱和后可再生等优点，可有效吸附各种有机物和无机物。其内部结构较为复杂，不像石墨、钻石那样按照一定的格局规律排列，也不像普通含碳物质那样含有多种复杂的有机物质。由于其庞大的分子结构和独特的物理化学结构，活性炭的这些特性决定了它是一种优良的吸附材料，同时也决定了它的基本性质、性能和使用效果。

  　　除表面积和孔结构外，活性炭的表面化学性质对其吸附性能的影响更大，它的表面化学性质决定了活性炭的吸附性能。其化学性质主要是由表面的化学官能团、化合物和表面的杂原子决定的，这些不同的表面官能团、化合物和杂原子在不同的吸附质上的吸附能力有很大差异。不同的化学性能会影响活性炭的酸碱性能、湿润性能、催化性能、吸附选择性和电学性能等。因此，对活性炭表面进行化学改性，从而改变其表面的化学结构，使活性炭对特定种类物质的吸附更具选择性，具有深远的意义。

  　　改性活性炭在含酚废水处理中的应用研究。

  　　其改性的目的是通过改变活性炭表面官能团的种类和数量，以提高其对特定吸附质的吸附能力。在活性炭中，如何使被吸附物(即被吸附的原子、分子或离子)与活性炭相结合，使其处于优势地位，是提高活性炭吸附效率的关键，这就要求活性炭有针对性地进行改性。

  　　1.酸改性活性炭。

  　　利用酸性强氧化作用对活性炭进行改性，主要是利用酸性强氧化作用对活性炭进行表面处理，以增加活性炭中酸性组分的含量，提高其吸附极性物质的能力。一般而言，活性炭属于非极性物质，属于疏水性物质，可在水溶液中有效吸附各种非极性有机物，但对溶液中具有一定极性的亲水溶质则很难吸附。

  　　4.2改性碱活性炭。

  　　用浓度为10%的氨水对活性炭进行改性，经研究表明，活性炭改性后，表面多处塌陷，原有孔结构被碱性试剂破坏，显露出更多的内部结构，因而表面积增大，吸附能力增强。采用氨水改性后的活性炭与未改性的活性炭相比，对酚类的去除效果有较大提高，去除过程主要分为快速吸附和减速吸附两个阶段，并最终达到平衡。用氨水对氨基甲酸酯改性后，活性炭的表面结构和化学性质发生了变化，增加了对酚类的去除。

  　　4.3金属离子对活性炭进行改性。

  　　金属离子改性活性炭是指在活性炭表面负载金属离子，通过活性炭的还原性和吸附性，使金属离子在活性炭表面达到优先吸附，然后再利用活性炭的还原性，将金属离子还原为低成本的离子或单质，由于金属离子和吸附物之间有很强的结合力，提高活性炭对被吸附物质的吸附能力。常见的负载金属离子有铜离子、铁离子等。

  　　4.4Fenton改性活性炭

  　　费顿试剂是近几十年发展起来的一种新型水处理技术，与其它先进的氧化技术相比，由于反应过程简单、快速，且能产生絮凝作用，因而受到广泛欢迎。本发明首先用Fenton试剂在体系中快速生成极具氧化性的羟基自由基，通过亲电加成、电子转移和脱氢反应等途径与水中的有机污染物发生反应，生成进一步氧化的反应中间体，如对苯二酚、1,4-苯醌、脂肪羧酸类等，再进一步反应，最终矿化成二氧化碳和水，以达到快速、安全地去除污染物的目的。

  　　五、结论。

  　　活性炭用于有机污染物的去除方法，酚是一种重要的化工原料和中间体，也是许多工业企业的副产品，含酚废水是我国水污染控制中重点解决的有害废水之一。利用活性炭具有较大的比表面积和多种活性基团，是处理酚类废水的主要方法。通过调整活性炭的孔隙结构，对表面组分进行改性，使活性炭具有更好的特异性和特异性吸附催化性能，从而提高了对苯酚废水的处理效果，极大地提高了处理效率。