1 简介
据统计，我国每年排放的工业废水量约为8×108m3，其中不仅含有氰化物等剧毒成分，还含有铬、锌、镍等金属离子。废水的处理方法很多，主要有化学沉淀法、电解法、膜处理法等。本文介绍活性炭吸附法。活性炭的表面积巨大，具有较高的物理化学吸附功能，因此活性炭吸附法在废水处理中应用广泛。且具有效率高、效果好的特点。
2.活性炭
活性炭是经过特殊处理的炭，具有无数微小孔隙和巨大的表面积，每克活性炭的表面积为500-1500平方米。活性炭具有很强的物理和化学吸附功能，同时还具有解毒作用。解毒作用是利用其巨大的面积将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭可以与多种化学物质结合，阻止这些物质的吸收。
2.1活性炭的分类
生产中使用的活性炭有很多种类型，通常为粉末或颗粒状。
粉末活性炭吸附能力强，制备容易，价格比较便宜，但再生困难，一般不能重复使用。
颗粒活性炭价格较贵，但可以再生重复使用，且使用过程中劳动条件较好，操作管理方便，因此在水处理中较常用颗粒活性炭。
2.2 活性炭吸附
活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面吸附水中一种或多种物质，达到净化水质的目的。
2.3 影响活性炭吸附的因素
吸附容量和吸附速率是衡量吸附过程的主要指标，吸附容量用吸附量来衡量，吸附速率是指单位重量吸附剂在单位时间内吸附物质的量，在水处理中，吸附速率决定了污水与吸附剂的接触时间。
活性炭的吸附能力与活性炭的孔径大小、结构有关，一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力越强。
污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响，活性炭一般在酸性条件下吸附容量大于碱性条件下的吸附容量，吸附反应通常为放热反应，因此低温有利于吸附反应的进行。
当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关，在一定的温度下，随着吸附物质的平衡浓度的增加，活性炭的吸附能力也随之增大。
3 活性炭在污水处理中的应用
由于活性炭对水的预处理要求较高，且价格昂贵，因此在废水处理中，主要利用活性炭去除废水中的微量污染物，达到深度净化的目的。
3.1 活性炭处理含铬废水
铬是电镀中大量使用的金属原料，在废水中，六价铬根据pH值的不同而以不同的形态存在。
活性炭具有非常发达的微孔结构和很高的比表面积，具有非常强的物理吸附能力，能有效吸附废水中的Cr（VI）。活性炭表面有大量的羟基（-OH）、羧基（-COOH）等含氧基团，这些基团具有静电吸附功能，对Cr（VI）产生化学吸附作用。用其处理电镀废水中的Cr（VI），吸附后的废水可达到国家排放标准。
试验表明,当溶液中Cr(VI)的质量浓度为50mg/L、pH=3、吸附时间为1.5h时,活性炭的吸附性能和Cr(VI)的去除率均达到最佳效果。
因此，利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中的Cr（VI）进行物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水吸附性能稳定，处理效率高，运行成本低，具有一定的社会效益和经济效益。
3.2 活性炭处理含氰废水
在工业生产中，金、银的湿法提取、化学纤维生产、焦化、合成氨、电镀、煤气生产等行业均使用氰化物或产生副产氰化物，因此在生产过程中不可避免地会产生一定量的含氰废水。
活性炭用于废水净化处理由来已久，其在含氰废水处理中的应用报道也越来越多，但由于活性炭对CN_和HCN的吸附容量较小，一般为3mgCN/gAC～8mgCN/gAC（视品种而定），从处理成本上看并不划算。
3.3 活性炭处理含汞废水
活性炭具有吸附汞及含汞化合物的能力，但其吸附容量有限，只适合处理含汞量较低的废水。若汞浓度较高，可先采用化学沉淀法处理，处理后汞含量在1mg/L左右，高浓度时可达2-3mg/L，再用活性炭进一步处理。
3.4 活性炭处理含酚废水
含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂、炼油厂等。实验证明，活性炭对苯酚有良好的吸附性能。升高温度不利于吸附，使吸附容量降低；但升高温度使达到吸附平衡的时间缩短。活性炭用量和吸附时间均存在最佳值。在酸性和中性条件下，去除率变化不大；在强碱性条件下，苯酚去除率急剧下降，且碱性越强，吸附效果越差。
3.5 活性炭处理含甲醇废水
活性炭可以吸附甲醇，但其吸附能力不强，只适用于处理甲醇含量较低的废水。项目运行结果表明，混合液COD可由40mg/L降至12mg/L以下，甲醇去除率可达93.16%～100%，出水水质可满足锅炉除盐系统进水水质要求[9]。
3.6 炼油厂深度处理
该炼油厂含油废水经隔油、气浮、生物处理后，再经砂滤、活性炭过滤深度处理，废水中酚含量由生物处理后的0.1mg/L降至0.005mg/L，氰化物由0.19mg/L降至0.048mg/L，COD由85mg/L降至18mg/L。
4 前景
随着科技的进步和废水处理的特殊要求，对活性炭的研究逐渐由原来的研究其自身的孔隙结构和比表面积发展到研究表面功能基团对活性炭吸附性能的影响。
例如活性碳纤维（简称ACF）近年来在废水处理中引起了科研人员的重视。它的直径一般为5～20μm，制备原理与传统活性炭制备相同，即在800℃以上用水蒸气或二氧化碳活化纤维状炭。纤维状活性炭的孔结构以微孔为主，中孔很少，几乎没有大孔，比表面积可达/g。具有吸附、解吸速率快、吸附容量大、电导率高等特点。
实验表明，ACF对苯酚的吸附容量为248mg/g，饱和后多次再生吸附容量几乎不变，吸附性能优于活性炭。常温、酸性或中性条件下，将0.5g活性炭纤维加入100mL浓度为282mg/L的含酚模拟废水中，恒温振荡30min后苯酚去除率可达91%。
近来人们发现活性炭不仅具有吸附性能，还表现出催化性能。由此发展起来的催化氧化法日益受到重视，其研究也日趋深入。为了提高处理效率，要从研究催化氧化机理入手，改变活性炭的表面结构，提高活性炭的容量，寻找理想的吸附剂。
5 结论
目前，我国利用活性炭吸附处理废水的方法处于初步发展阶段，一些相关理论和技术还不够成熟，而且在我国，活性炭的供应比较紧张，再生设备少，再生成本较高，限制了活性炭的广泛应用。不同的用途需要不同功能的活性炭，原有的活性炭产品不能满足新的要求，因此不断开发新的活性炭产品十分重要。因此需要专业工作者的积极参与和政府的大力支持，采用多学科交叉、综合的研究方法，使活性炭废水处理技术朝着更加科学、优美的方向发展。（来源：废物处理技术网）