活性炭在水处理中的应用--下水的活性炭处理

下水的活性炭处理

1．含汞废水

1953年发生在日本的水俣病事件，就是含甲基汞工业废气污染水体，使水俣湾大批居民发生神经性中毒的公害大事，汞害为人们所关注。

活性炭上引入聚硫脲有利于提高对汞的吸附能力。将椰壳炭吸附聚胺和二硫化碳后，继续反应，可获得固定有聚硫脲的活性炭。当相对分子质量为1800的聚胺在活性炭上的固定率为11.8％时，该活性炭对汞吸附能力zui佳，超过11.8％时，对汞吸附能力急剧下降，因为固定率越高，活性炭的比表面积就急剧下降。

某厂含汞废水经硫化钠沉淀，以石灰调整pH值，加硫酸亚铁作混凝剂处理后，含汞量为1～3mg／L，远高于0.05mg／L的允许排放标准。如果再以活性炭处理，采用两个40m³静态间歇吸附池，装1m厚的活性炭，交换工作。使进吸附池的废水近满，以压缩空气搅拌30min后，静置2h，该厂每天废水量约1～2m³，经活性炭处理后的出水含汞量符合排放标准。

粉状活性炭可以用于处理低浓度的含汞废水，为我国生产水银温度计工厂所采用，通过饱和炭加热升华、冷凝回收汞。

载有盐酸的活性炭，zui好其微孔半径＜80nm，用＜30％的水蒸气活化。适用于去除液相碳氢化合物中含有的汞或汞的化合物。

活性炭吸附水溶液中的二价汞与pH值成反比。pH值在酸性范围时，活性炭对汞的吸附较高。pH值从9降到酸性范围时，去汞多达两倍。

活性炭去汞效率与活性炭性质和活化工艺有关。由木材、椰子壳和煤通过蒸汽法活化制造的活性炭从pH值低于5的溶液中去汞量高，如pH值提高，去汞量降低；由木材通过氯化锌法活化制造的中去贡量高，甚至在提高pH值大于5时仍有较高的去汞量。

活性炭去汞效率与溶液中加入添加剂有关。加入鞣酸或乙二族四乙附汞从10％增至30％，依溶液的pH值和炭的用量而定，其中鞣酸的效果更好；加入硝酸则低效；加入钙离子也能提高汞的吸附量，钙离子浓度50mg／L增加到200mg／L时，汞的吸附量增加10％～20％；当钙离子和鞣酸同时存在时，使用较少的活性炭，去汞量几乎增加一倍；以金属硫化物浸漬处理的活性炭选择吸附汞也非常有效。

2．含铬废水

铬是电镀中应用较多的金属原料，在电镀废水中含有大量的六价铬。活性炭有发达的微孔和巨大的比表面积，吸附能力强，可以有效地吸附废水中的铬离子。同时，活性炭表面存在着丰富的含氧官能团，比如羟基、羧基等，可以对铬离子发生化学吸附。活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对废水中铬离子物理吸附、化学吸附等作用的结果。研究表明，当溶液中的铬离子浓度为50mg／L、pH＝3、吸附时间1.5h时，活性炭对废水中的铬离子吸附效果zui佳。活性炭处理含铬废水，处理后的水可以达到国家排放标准。

3．含钒废水

活性炭能吸附溶液中的四价钒离子和五价钒离子，溶液的pH值和活性炭表面性质对其吸附有一定影响。四价或五价钒离子的被吸附在一定pH值范围内都因pH值增加而增加，在pH值范围2.5～3之间达到zui大，此后降低；氧化处理后的活性炭对钒离子有较大的吸附率，从偏钒酸钠溶液中以氧化改性的粉状活性炭吸附钒，可从含量50mg／L的溶液中去除90％的钒。

当使用较大量的活性炭或较长吸附时间时，活性炭的吸附率有所提高，即溶液中更多的钒被吸附。例如：以0.5g C／100ml和5.0g C／100mL，同样吸附时间3h比较，溶液中钒的残留百分比；前者约40％，后者约9％。再以5.0gC／100mL的吸附时间1h和3h比较溶液中钒的残留量百分比：前者约22％，后者约9％。

有人对水中痕量钒用活性炭进行预富集，研究了水中痕量钒的吸附和解吸条件以及活性炭对钒的吸附容量。50mg活性炭可对50ml．的水中800g以内的帆进行定量回收，回收率在93％～104％之间。本法对合成海水样品痕量钒量进行分析测试，结果满意。

4．含磷废水

废水中含有机磷农药，如对硫磷、甲基对硫磷等，可用活性炭吸附。达到吸附饱和的活性炭可用蒸汽再生。马拉硫磷、磷酰胺、敌百虫及散散畏等有批研化合物，可先用活性获吸附，用硫酸铝及氯化铁进行混凝沉淀去除，对生产甲基异柳磷、增效磷的废水采用活性污泥法的处理过程中，投入粒役方0.4～0.6μm的活性炭，投配率为20％，提高COD的去除率。

5．含氟废水

摄取含有氟化物的水对健康影响的课题科技工作者已进行过很广泛的研。饮用水中添加适量的氟化物有利于人的身体健康，而且有助于防止牙歯案蚀。但是，如果水中氟化物的含量过高也会导致饮用者生成牙斑。环保者则认为水中的氟化物会污染环境。去除饮用水中过量的氟化物可使用化学沉积、离子交换树脂、反渗透、电渗析和活性铝土吸附等方法，其中以活性铝土吸附zui为常用。浸铝炭是一种新型吸附剂，它是将活性炭的大表面积性能和铝对氯化物高吸附容量相结合，以此获得的浸渍炭比普通活性炭大3～5倍的吸附效率，达到饮用水氟化物的标准含量。

6．含氰废水

在工业生产中，化学纤维生产、金银湿法提取、炼焦、电镀、合成氨等行业均会使用氰化物，产生含氰废水。活性炭在处理黄金生产中尾矿库含氰溢流水的应用中取得了良好的效果。黑龙江省铁力木材干馏厂用煤木合配比压条后生产的黄金用活性炭，其载金量优于其他原料生产的活性炭，经黄金炭处理后含氰废水基本上符合排放标准。黄金炭在乌拉嘎金矿成功地进行了工业规模应用。

所用黄金炭质量标准指标是：

粒度φ：1.5～2.5mm，L：4～11mm；

碘值800～1000mg／g；

强度≥85％；

干燥减量≤10％；

堆积密度0.4～0.6g／cm3；

水容量≥60；

pH值7．

1989年，在日处理尾矿库含氰废水2000m³条件下，经过近150d运转后，取出1.21载金炭，经焚烧、熔炼后得到518.27g黄金锭，经计算平均每吨黄金炭可回收黄金456.9g，黄金炭的应用创造了很大的社会和经济效益。通过活性炭处理过的尾矿库含氰废水含氰量符合排放标准，六个月的检测数据范围：吸附前氰的浓度为0.72～1.9mg／L，吸附后氰的浓度0.08mg/L。

活性炭去除废水中氰化物的吸附容量只有活性炭质量的1％。我国某厂采用空气催化氧化法处理氧化镀销废水时，氰和俑的去除率均达99％以上。

北京机电研究院将活性炭渗浸铜氧化物用于处理氰化镀铜合金废总氟和游离氰的含量均可达国家规定的排放标准。达到吸附饱和的活性券可以通过次氯酸钠和硫酸铵来再生，再生液再经过加碱、加热去氨转化为氧化铜，重新使用。

7．含烃废水

8．含多氯联苯废水

9．含卤烃废水

10.含有机氯杀虫剂废水

11.含醛废水

12.含酮废水

13.含有机酸废水

14.含甲醇废水

15．含酯废水

16.含酚废水

17.含硝基类废水