1. 吸附作用(核心机制)
物理吸附:活性炭具有极高的比表面积(可达500~1500 m²/g)和发达的孔隙结构(微孔、介孔、大孔),能通过范德华力吸附水中的有机污染物(如苯酚、染料、农药等)和部分无机物(如重金属离子)。
化学吸附:表面含氧官能团(如羧基、羟基)可与污染物发生化学结合,尤其对极性分子(如汞、铅等重金属)的去除更有效。
2. 去除的污染物类型
有机物:油脂、苯系物、氯代烃、杀虫剂、染料等。
无机物:重金属(铅、汞、镉、铬等)、余氯、氰化物。
改善水质:脱色、除臭(如硫化氢、氨气)、降低COD(化学需氧量)和BOD(生物需氧量)。
3. 应用场景
工业废水:处理印染、制药、石化等行业的难降解有机物。
生活污水:去除微量污染物(如药物残留、内分泌干扰物)。
应急处理:突发性水污染事件(如化学品泄漏)。
4. 活性炭的类型及选择
粉末活性炭(PAC):直接投加到污水中,适用于短期或间歇性处理。
颗粒活性炭(GAC):用于固定床过滤器,适合连续流动系统,可再生重复使用。
改性活性炭:通过化学处理(如负载硫化物、氧化剂)增强对特定污染物(如重金属)的吸附能力。
5. 优势与局限性
优势:**广谱,尤其对微量污染物效果显著。操作简单,无需复杂设备。
局限性:成本较高(尤其是再生困难时)。对部分溶解性极强或亲水性污染物(如乙醇)效果较差。饱和后需更换或再生(热再生、化学再生)。
6. 组合工艺
活性炭常与其他技术联用以提**率:
生物活性炭(BAC):结合微生物降解,延长活性炭寿命。
臭氧-活性炭:臭氧氧化大分子污染物为小分子,便于活性炭吸附。
混凝-活性炭:先混凝去除大颗粒杂质,再用活性炭深度处理。
7. 注意事项
预处理:污水需先经过沉淀、过滤等去除悬浮物,避免堵塞活性炭孔隙。
再生与处置:饱和活性炭可能成为危险废物(如吸附重金属后),需专业处理。
活性炭因其**性和灵活性,在污水深度处理中是不可替代的材料,尤其适用于对出水水质要求严格的场景。实际应用中需根据污染物特性、成本及工艺需求选择合适的活性炭类型和使用方式。