主要用水城市生活污水煤质颗粒活性炭净化水

在各种改善水质处理效果的**中，活性炭（GAC）吸附是完善常规处理工艺，以去除水中**污染物及一些重金属离子较成熟有效的方法之一。
自20世纪50年代初期，西欧一些以地表水为水源的饮用水处理厂就开始使用活性炭消除水中嗅味，50多年来，活性炭在水处理中应用越来越广泛，目前已有90%以上的以地表水为水源的水厂采用活性炭吸附脱色除嗅。同时，随着工农业的发展和城镇人民生活水平的提高，工业废水和城市污水以及农药等对饮用水源的污染日趋严重，因此利用活性炭对工业废水的深度处理也在逐渐加大。在美国，用于水处理的活性炭占活性炭总用量的40%以上，而中国则只有10%。
1. 活性炭在水处理中的吸附应用
1.1 活性炭的吸附机理
活性炭的强吸附性能与它具有巨大的表面积有关，其比表面积可达500至4000m2/g，另外其吸附量除与比表面积有关以外，还与细孔的形状和分布以及表面的化学性质有关。同时由于活性炭的原料和制造方法的不同，细孔的分布情况也相差很大，而且再生次数也会影响细孔的构造。一般来说，吸附量主要受小孔支配，但对于分子量（或分子直径）较大的吸附质，由于分子筛的作用，吸附质难以进入小孔，因此小孔提供的表面积几乎不起作用。所以在实际应用中，应该根据吸附质的直径大小和活性炭的孔隙分布来选择合适的活性炭。一般来说，用于水处理的活性炭要求有适当比率的中孔。同时活性炭的吸附还受其表面化学性质的影响。活性炭本身是非极性的，但在制造过程中，处于微晶边缘的碳原子由于共价键不饱和而易与其他元素结合，如与氢、氧结合形成各种含氧官能团（又称表面氧化物），如羟基、羧基、羰基等，而使活性炭具有微弱的极性，正因如此，活性炭不仅可以去除水中的非极性吸附质，还可以吸附极性溶质甚至某些微量的金属离子及其化合物。
1.2 吸附作用和效果
污水经过活性炭的吸附处理，能得到多方面的改观，首先活性炭可除嗅、除味、除色，一些水体因富营养化而引起的臭味，活性炭对之非常有效；其次在给水净化工艺中，由于大多采用加氯消毒的方法，尤其是折点加氯方法可能使水中有显着的氯嗅味，经研究表明，用活性炭去除水中微量**氯及其产生的异嗅味是较为有效的方法；另外，活性炭对电镀含铬、含氰及含汞废水的处理效果非常明显。同时活性炭对炼油、染料化工、农药废水的处理效果非常显着。
活性炭以其*特的吸附性能在水处理领域中已广为应用，活性炭吸附法与其他处理方法联用，以处理日益复杂的污染体系成为一个研究发展方向，它将在更多的领域得到应用。
1.3 活性炭吸附处理的缺陷
活性炭在国内用于水处理方面一直较少，因其有着一定的缺陷，首先，在20世纪90年代中期以前，由于对水质排放要求不高，而活性炭吸附作为深度处理技术很难用上，一般均以二级生化处理与前期一级物化处理相结合的处理工艺就可达到排放要求；而进入90年代末期，随着环境的不断恶化与合成产品日益发展，水处理本身难度加在，且随着环保要求的提高，没有三级处理，很多水质无法达标。
同时，单纯活性炭吸附，受其价格昂贵且吸附容量有限，造成使用周期短，再由于再生困难，导致治理方难以接受吸附工艺，而活性炭市场本身的不规范更加大了人们对活性炭在水处理中所起作用的疑虑。
2. 活性炭在水处理应用中的发展
2.1 臭氧活性炭联用
采用臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化，这样可以扬长避短，充分发挥各自所长，克服各自之短，这一工艺可以使活性炭的吸附作用发挥得更好。就目前国内水处理使用的活性炭能比较有效地去除小分子**物，难以去除大分子**物，而水中**物分子较大的多，所以活性炭孔的表面面积将得不到充分的利用，加速饱和，缩短周期。但炭前或炭层中投加臭氧后，一方面可使水中大分子转化成为小分子，改变其分子结构形态，提供了**物进入较小孔隙的可能性，使大孔内与炭表面的**物得到氧化分解，减轻了活性炭的负担，使活性炭可以充分吸附未被氧化的**物，从而达到水质深度净化的目的。臭氧和活性炭联用自1961年开始利用以来，已得到了广泛的应用。
2.2 活性炭生物膜法
活性炭生物膜法已经成功地应用于印染废水和炼油废水的二级补充处理，并取得较好效果。采用该技术直接处理生活污水的试验研究表明，可以获得理想的出水水质。其有以下优点：
（1）提高了出水水质，可以增加水中溶解性**物的去除效率；
（2）延长了活性炭的再生周期，减少运行费用；
（3）水中氨、氮可以被生物转化为硝酸盐，从而减少了后氯化的投氯量，降低了三卤甲烷的生成量。该方法自1978年应用以来，已拓展到对多种工业污水的处理。
2.3 粉末活性炭-生物法（PACT）
PACT法是直接向曝气池中投加粉末活性炭，使生物-物理处理功能综合在曝气池中进行。这种方法首先由美国杜邦公司于70年代开发成功。
从文献报道看，利用PACT法对去除COD、BOD、SS、色度及较初污染物是有效的，另外还可以改善污泥沉淀浓缩性及氧传递的稳定性，处理效果接近甚至达到三级处理水平；其对邻甲酚**氯等抗拒生物降解的物质较普通的生物法有较好的处理效果。同时由于活性炭的吸附与生物对**物的降解等的联合作用下，每公斤炭可去除1.0至3.5kgCOD，是单纯用活性炭的3至10倍，对于提高去除**物能力，尤其对难以降解的**污染物的去除是其他生物法无法相比的。某厂处理焦化废水，先期采用传统的活性污泥法，COD去除率不到50%，远不能达标，后改为PACT法，COD去除率达到80%，如图1PACT法与延时曝气法对几种印染废水的脱色效果比较。以上事例表明，PACT法比单用活性污泥法，或先用活性污泥法，再用活性炭处理的效果要好。

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