活性炭在水處理中的應用方法
摘要：在社會經濟快速發展的情況下，生態環境破壞也越來越嚴重，尤其是水污染問題逐漸受到人們廣泛的關注。在對污水的處理過程中，通過實踐研究，使用活性炭物質進行水處理，可以有效的提高水資源的利用效率，減少污染。在活性炭應用中，具有較多的處理方法，包括吸附法、電解法以及聯用法等，可以顯著提高水處理效果。本文就活性炭在水處理中的作用進行分析，對其應用方法進行探索，以便提高水資源的利用效率。
目前，我國水污染比較嚴重，尤其是飲用水水源污染逐漸影響到人們的生活質量，水中含有的污染物質種類與數量都在逐漸增加，污染成分日益復雜多樣，如果只采用簡單的、常規的水處理方法無法滿足其要求，需要對污染水進行深層次的處理。因此，活性炭在水處理中的作用與重要性越來越突顯出來，并廣泛受到關注，其具有發達的細孔結構以及特異性表面特征，其吸附性較強，同時，具備較強的氧化還原性能以及電性能。另外，活性炭與其他材料相結合應用，可以將其作為催化劑以及生物載體，在水處理中具有較強的作用。通過對活性炭在水處理的應用方法、實際情況以及發展趨勢等進行分析，可以有效的促進環保行業的良性發展。
1.活性炭在水處理中的作用
活性炭是一種人造材料，是由碳元素組成的，通過高溫炭化以及活化制作出來的疏水性吸附劑，具有大量的微孔，巨大的表面積，對臭味、色素具有較強的去除作用。同時，可以有效的去除二級出水中大量的污染物以及部分無機物質，對有毒性重金屬也具有一定的去除功能。
在凈化給水方面，對合成的洗滌劑具有較強的吸附功能，通過采用活性炭可以有效的去除水中大部分有機物以及難以分解的氨基甲酸酯類殺蟲劑。另外，由于活性炭具有去除水中游離氯、錫、汞、鉻等重金屬，并且不會產生二次污染，因此，通常被廣泛應用于家庭用水、飲用水的凈化處理中。
同時，在廢水處理過程中，活性炭是其中重要的一道工序。在石油化工與印染類型的污水處理中，活性炭可以用于二級處理組合系統。在制藥廢水中，由于藥物品種多樣，廢水成分比較復雜，其廢水處理方法也不盡相同，一般情況下需要將集中處理方法聯合起來，而活性炭在聯合應用中處于重要角色。
2.活性炭在水處理中的應用方法
2.1活性炭吸附法的應用
在利用活性炭吸附法處理廢水的時候，主要是通過多孔固體表面的特點來完成的，主要吸附去除污水或廢水中的有機物質與有毒物質，從而使得廢水凈化。在活性炭中，對500-1000范圍內分子量中的有機物具有較強的吸附作用，同時，對有機物吸附的時候，受到孔徑分布與有機物特點的影響。相同大小的有機物，溶解度越大，親水性就越強，而活性炭對其吸附性越差。相反，溶解度越小，親水性較差，針對極性弱的有機物，如：酚類化合物、苯類化合物等，具有較好的吸附效果。
在水處理中，活性炭吸附方法主要包括固定床吸附、接觸吸附、移動床吸附以及流動床吸附幾種類型。針對顆粒狀活性炭可以使用固定床吸附方式，粉末狀活性炭應采用流動床吸附法。但是在實際應用過程中，還需要根據實際采用吸附方式或者采取多種方式聯合使用，以便達到較佳吸附效果。
通常在飲用水凈化處理、含酚廢水處理、染料廢水處理、含氰廢水處理、煉油廢水處理、多氯聯苯廢水處理等廢水處理中會采用活性炭吸附法處理。
2.2活性炭電解法的應用
在廢水處理中，通過利用活性炭的導電性，可以將其作為電極，通過其吸附功能進行優先處理，之后通過其電解性能進行氧化降解處理，以便去除污染物質，在處理的過程中，主要是自由基反應與絮凝反應相互結合形成的過程。
活性炭多維電極法與單純活性炭吸附方法比較，能夠明顯的提高極性有機物的去除率，尤其是針對水中腐殖酸與高錳酸鉀指數的去除效果較好。
同時，活性炭的固定床電解槽技術也普遍運用在廢水處理過程中，在電解槽內設置導電性能較好的活性炭，并將其作為陽極，利用活性炭巨大表面積與腔吸附能力對污染物進行有效的去除，之后通過陽極氧化性產物氧化，可以氧化成為無害物質。其中活性炭較強的吸附能力，可以顯著提高氧化產物的利用效果，并且能夠在相同的條件下節約電耗30-40%左右。
2.3活性炭與膜聯用
在廢水的處理過程中，將活性炭與膜聯用，可以有效的處理單純使用膜過濾剩余下來的膜阻塞與膜污染問題，通過使用活性炭對廢水進行必要的預處理之后，可以有效的減少廢水中的無機物與有機物以及微生物等物質，減少在膜表面的沉積，以便延長膜的使用期限。同時，在活性炭應用的情況下，聯合膜處理廢水可以有效地彌補單純使用活性炭的缺點，能夠更好的解決活性炭處理水的過程中存在細菌數量偏高的問題。
相關研究人員研究表明，在使用活性炭吸附聯合超濾膜使用的時候，能夠有效的去除廢水中的高錳酸鉀指數、大腸桿菌、濁度、消毒副產物等。通過活性炭聯合納濾膜技術，可以有效的去除飲用水中的有機碳等致突變物，確保飲用水的生物穩定性與安全性。
2.4活性炭與TiO2聯合應用
TiO2主要是光催化劑，對脫臭、超親水性以及防污處理方面具有較好的作用。在單純使用活性炭處理廢水的時候，由于活性炭會加速污染物質向TiO2表面轉移以及降解產物從其表面脫離，因此，需要將活性炭與TiO2聯合應用，以便有效提高TiO2的光降解能力，加速光降解反應，以便確保其具有較強的催化活性與吸附作用。通過將TiO2與線型酚醛樹脂混合磨碎，通過炭化與活化處理后，可以制成TiO2-酚醛活性炭光催化復合材料，針對含酚廢水的處理具有較強的光分解與吸附作用。
2.5活性炭與高錳酸鉀聯合應用
在為污染水源處理中會采用到活性炭聯合高錳酸鉀工藝，可以有效降解有機物，去除臭味、色素。同時，可以顯著降低濁度，節約礬耗。相關研究表明，高錳酸鉀復合藥劑預氧化與混合池中加入粉末狀活性炭，可以對低溫微污染物進行有效處理，尤其是針對水中大腸桿菌、細菌、總鐵、總錳等具有較好的去除效果。
3.總結
活性炭具有較強的吸附作用，在各種類型的廢水處理中均發揮出重要的作用。近年來，隨著對活性炭用途的不斷研發與探究，不僅在傳統的發酵、制糖、輕工業、醫藥、食品、冶金等領域中得到較好的應用，并且在新興的環保、凈化水、電子信息、空氣分離、生物工程、納米材料等高科技領域中的應用也在不斷擴大，其發展前景叫廣闊。尤其是在今后的環保行業中期作用將會越來越突出，通過對其水處理中的應用方法進行不斷的探索，不斷研發出新的聯合用法，可以有效促進環保行業的快速發展，更好的解決水污染問題。