工業(yè)廢水中含有多種有毒物質(zhì)和難以生物降解的污染物，甚至含有有機(jī)物劇毒成分。隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量越來越大，對我們的生態(tài)環(huán)境造成了較大的影響，甚至對人類的生存造成了威脅。活性炭具有表面積大、吸附能力強(qiáng)、吸附效率高等優(yōu)勢，在工業(yè)廢水處理方面已經(jīng)對其進(jìn)行較多的應(yīng)用[1]。
1、活性炭的吸附機(jī)理
活性炭屬于一種經(jīng)過特殊處理的炭，其表面具有無數(shù)的細(xì)小孔隙，孔隙的直徑一般在2—50nm之間，所以活性炭具有較大的表面積，每1克的活性炭，其表面積就能夠達(dá)到500m2，部分活性炭甚至能夠達(dá)到1500m2，目前對于活性炭的全部應(yīng)用，幾乎全部以此特征為基礎(chǔ)。活性炭進(jìn)行吸附的主要方式是物理吸附，并且活性炭的顆粒越小，其孔隙的擴(kuò)散速度就越快，該活性炭的吸附能力也就越強(qiáng)[2]。
2、活性炭在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
2.1 含油污水的處理
工業(yè)廢水中，含油污水的產(chǎn)量較大，并且涉及的范圍較廣，例如石油化工、輪船航運(yùn)以及食品加工等多種工業(yè)，都能夠產(chǎn)生含油污水，屬于一種常見的污染，但是能夠?qū)Νh(huán)境以及生態(tài)造成嚴(yán)重的威脅。使用活性炭對含油污水進(jìn)行最后一級的處理，能夠?qū)ζ渲械姆稚⒂�、乳化油以及溶解油進(jìn)行有效的吸附，促使出水含油質(zhì)量濃度得到有效降低。但是需要注意的是，活性炭對于水的預(yù)處理具有較高的要求，使用其對煉油廠的含油廢水進(jìn)行處理，需要首先對廢水進(jìn)行相應(yīng)的生物處理。
2.2 含染料廢水的處理
在紡織行業(yè)中，廢水中約含2%的染料，導(dǎo)致廢水的成分更加復(fù)雜，且水質(zhì)發(fā)生了較大的變化，導(dǎo)致進(jìn)行廢水處理變得更加困難。對含有染料的廢水進(jìn)行處理，可采用氧化、絮凝以及生物降解等多種方式，其各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是活性炭吸附能夠?qū)U水中的COD和色度進(jìn)行有效的去除，如果在活性炭進(jìn)行吸附的過程中能夠采用最佳的工藝，廢水的出水色度最高能夠被稀釋50倍，從而達(dá)到國家一級的排放標(biāo)準(zhǔn)[3]。
2.3 含汞廢水的處理
汞是毒性最大的重金屬污染物，如果汞進(jìn)入人體內(nèi)，能夠?qū)θ梭w的蛋白質(zhì)功能造成破壞，并對其重新合成產(chǎn)生影響。而活性炭具有吸附汞以及含汞化合物的性能，但是由活性炭的吸附能力有限，所以只能夠?qū)枯^低的廢水進(jìn)行處理，如果廢水中的汞含量較高，則應(yīng)首先對廢水使用化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理，使廢水中的汞含量降低至最高為3mg/L，之后即可使用活性炭對其進(jìn)行處理。
2.4 含鉻廢水的處理
根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究顯示，6價(jià)鉻的毒性為3價(jià)格鉻的100倍左右，并且能夠?qū)θ梭w的皮膚、內(nèi)臟以及呼吸系統(tǒng)都造成傷害，甚至能夠?qū)е氯祟惏l(fā)生呼吸系統(tǒng)的癌癥。活性炭表面存在大量的含氧基團(tuán)，均具有靜電吸附的功能，能夠?qū)︺t產(chǎn)生良好的化學(xué)吸附作用，從而對含鉻廢水中的鉻進(jìn)行有效的吸附，能夠促使含鉻廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，并且具有操作費(fèi)用低、處理效率高以及吸附性能穩(wěn)定的優(yōu)勢，目前已經(jīng)在含鉻廢水處理方面得到了廣泛的應(yīng)用。
3、活性炭的研究進(jìn)展
3.1 活性炭與膜聯(lián)用進(jìn)行廢水處理
該方式主要是對活性炭的富集作用以及在水中溶解氧的選擇吸附性進(jìn)行應(yīng)用，在營養(yǎng)物以及溫度均適宜的環(huán)境下，促使活性炭表面的好氧微生物進(jìn)行生長，有利于促使活性炭對微生物的分解氧化作用與吸附作用進(jìn)行協(xié)同，從而提高活性炭對廢水進(jìn)行處理的效果，并且有利于活性炭的的使用壽命得到延長。與此同時(shí)，對該方法進(jìn)行使用，還能夠降低廢水處理成本和改進(jìn)處理操作環(huán)節(jié)，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[4]。
3.2 將活性炭作為催化劑的載體
因?yàn)榛钚蕴孔陨砭哂休^大的表面積，所以在水中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)也就能夠具有大量的反應(yīng)場所，促使反應(yīng)物碰撞的幾率大幅度增加，從而縮短了進(jìn)行反應(yīng)的過程。有部分催化劑的密度大于水，或是在水中易發(fā)生沉淀，此時(shí)對活性炭進(jìn)行應(yīng)用，其能夠與反應(yīng)物進(jìn)行長時(shí)間的接觸，并且不會被反應(yīng)物的生成物所覆蓋，從而對含重金屬離子廢水的處理情況進(jìn)行了有效的改善。
3.3 活性炭的改性
所謂活性炭的改性，就是采用一定的方式對活性炭進(jìn)行處理，促使其表面的官能團(tuán)的性質(zhì)以及數(shù)量均發(fā)生變化。采用不同的方式對活性炭進(jìn)行處理，能夠得到的改性活性炭也就不同，例如將去除有機(jī)污染物作為目的對活性炭表面改性進(jìn)行研究的方向，就應(yīng)該是減少活性炭表面的含氧官能團(tuán)含量，并促使活性炭表面的疏水性得到增加。
4、活性炭的發(fā)展情況及前景
不論是在國內(nèi)還是在國外，相對于其他多種材料，活性炭的生產(chǎn)與應(yīng)用都是相對較晚的，歐美發(fā)達(dá)國家的活性炭生產(chǎn)始于上個(gè)世紀(jì)初期，我國的活性炭事業(yè)，則是在上個(gè)世紀(jì)的50年代才基本建立完成，直至1970年左右，我國的活性炭事業(yè)才得到了較好的發(fā)展。就目前的情況來看，我國的活性炭應(yīng)用需求較大，而活性炭的供應(yīng)相對緊張，主要原因在于活性炭的再生設(shè)備較少且再生成本較高，導(dǎo)致活性炭的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。如果活性炭的再生問題能夠得到良好的解決，活性炭的應(yīng)用范圍必然會更加廣泛[5]。
5、結(jié)語
工業(yè)廢水的處理問題一直都被相關(guān)部門高度重視，目前活性炭能夠?qū)Χ喾N工業(yè)廢水進(jìn)行良好的處理，但是不同方面需要對不同功能的活性炭進(jìn)行應(yīng)用，而現(xiàn)有的活性炭產(chǎn)品難以對新的要求進(jìn)行滿足，所以我們有必要對新的活性炭產(chǎn)品進(jìn)行積極的開發(fā)。（來源：光大水務(wù)科技發(fā)展（南京）有限公司）
