工業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致產(chǎn)生大量的污水，這些污水的高效處理和循環(huán)使用受到越來越多的關(guān)注。工業(yè)廢水主要來自印染、煉油及石化、制藥、焦化、制藥等行業(yè)，廢水成分復(fù)雜，相應(yīng)的廢水處理方法也大不相同。

在處理工業(yè)廢水中。活性炭在一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)處理工序中均可使用。對(duì)于污染成分復(fù)雜的工業(yè)廢水，多數(shù)情況下需要將幾種處理工藝組合起來進(jìn)行處理，活性炭往往在組合工藝中最后的深度處理中應(yīng)用。另外，活性炭可以與不同的材料聯(lián)合應(yīng)用，組成新的工藝技術(shù)，以取得更好的處理效果。

在廢水的一級(jí)物化處理工序中，活性炭主要用作絮凝吸附分離劑，用于吸附或協(xié)助絮凝一些難生化降解或?qū)ξ⑸镉卸竞Φ挠袡C(jī)污染物。最典型的應(yīng)用技術(shù)是粉末活性炭工藝，在石化、印染、焦化工業(yè)廢水中投加適量粉狀活性炭，可除去廢水中不可生物降解的色度、臭味，避免曝氣池發(fā)泡現(xiàn)象，同時(shí)可以使混凝絮體或生物絮體迅速增長(zhǎng)而沉淀，還能除去廢水中的重金屬離子及其絡(luò)合物。

對(duì)于印染和石油化工這類COD、BOD含盆較高的廢水，活性炭也可用于二級(jí)處理組合系統(tǒng)。在二級(jí)生化降解處理工序中，活性炭多用作各種新型高負(fù)荷生化反應(yīng)器的生物膜載體填料，可以富集有機(jī)物，提高生化降解速率和最終轉(zhuǎn)化率，還能夠提高反應(yīng)器高負(fù)荷水質(zhì)水量沖擊。同時(shí)，活性炭作為生物膜載體，還能夠形成生物活性炭，極大地延長(zhǎng)了活性炭的使用壽命。

工業(yè)廢水的深度處理和回用是解決我國(guó)缺水問題的一種主要途徑。一般情況下。工業(yè)廢水經(jīng)過一級(jí)物化和二級(jí)生化處理即可達(dá)標(biāo)排放，但若需要對(duì)處理后的廢水進(jìn)行回用，則需進(jìn)行三級(jí)深度處理。在三級(jí)處理工序中，活性炭主要用來吸附脫除水中的殘留的難降解有機(jī)污染物(POPS，包括雜環(huán)、多環(huán)化合物及~些長(zhǎng)鏈脂肪烴，使出水質(zhì)達(dá)到生產(chǎn)回用的要求，此時(shí)活性炭主要起兩種作用:一是普通吸附劑，二是生物膜載體，形成生物活性炭。

可用于水處理的煤質(zhì)順粒炭和粉狀炭作用相同，但順位炭不易流失，容易再生重復(fù)使用，適合用于污染較輕、裕連續(xù)運(yùn)行的水處理工藝，而粉狀炭目前不易回收，一般為一次性使用，一般用于間歇的污染較重的水處理工藝。

活性炭在飲用水方面的應(yīng)用

由于活性炭具有巨大的比表面積及發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，在吸附脫除水中的污染物的同時(shí)，也成為水中微生物的理想棲息場(chǎng)所。在適宜的溫度及營(yíng)養(yǎng)條件下，將其用于水處理，可以同時(shí)發(fā)揮活性炭吸附和微生物生物降解的雙重作用，這種作用被稱為生物活性炭?；钚蕴可厦娴奈劫|(zhì)能夠?yàn)槲⑸锾峁┓€(wěn)定的生息環(huán)境，而微生物的存在也為活性炭提供了生物再生功能，總的效果是將帶有穿透現(xiàn)象的不穩(wěn)定吸附過程轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程。

用于水處理的活性炭包括粉狀活性炭和顆粒狀活性炭。粉狀活性炭一般采用直接投人原水的方式，用于除去季節(jié)性產(chǎn)生的稼味等異臭、異味，以及除去表面活性劑、農(nóng)藥等，還可以在發(fā)生化學(xué)物質(zhì)污染水源事故的時(shí)候作為應(yīng)急處理措施。使用粉狀活性炭進(jìn)行水處理多為間歇操作，根據(jù)水源的不同要注意控制加料比例、混合接觸時(shí)間以及投料點(diǎn)的選擇。使用顆?；钚蕴窟M(jìn)行水處理，一般采用固定床或移動(dòng)床進(jìn)行連續(xù)操作，活性炭需定期再生。顆粒炭和粉狀炭作用相同，但顆拉炭不易流失，容易再生重復(fù)使用，適合用于污染較輕、需連續(xù)運(yùn)行的水處理工藝，而粉狀炭目前不易回收，一般為一次性使用，用于間歇地污染較重的水處理工藝。

粉狀活性炭在處理水源中突發(fā)臭味、工業(yè)污染方面有很好的應(yīng)用。2005年9~11月期間，由于密云水庫(kù)臭味物質(zhì)含盆高，北京水務(wù)集團(tuán)第九水廠采用了向摘水管道中投加粉狀炭的技術(shù)，有效地去除了異味。在松花江受到硝基苯和苯污染期間，哈爾濱市供排水集團(tuán)在建設(shè)部專家組的指導(dǎo)下，利用第九水廠的技術(shù)及時(shí)處理了水中硝基苯，達(dá)到了水質(zhì)要求。在使用粉狀炭時(shí)，必須根據(jù)所要去除污染物的種類和濃度進(jìn)行吸附試驗(yàn)，以確定活性炭種類和數(shù)量。投加粉狀炭之前，應(yīng)注意先將炭粉制成炭漿定量均勻地加人水中，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，除污染效果越好。

目前活性炭在凈水中的應(yīng)用已十分廣泛。在美國(guó)和日本，飲用水凈化活性炭吸附設(shè)施非常普遍;發(fā)達(dá)國(guó)家用于水處理的活性炭約占活性炭總用量的40%-50%,美國(guó)每年用于水處理的活性炭占美國(guó)活性炭生產(chǎn)總量的45%以上。我國(guó)北京的上水已全部經(jīng)過活性炭?jī)艋虾?、深圳等城市也正在推行，家庭活性炭?jī)羲鲬?yīng)用也開始普及。預(yù)計(jì)不遠(yuǎn)的將來，活性炭在我國(guó)水處理領(lǐng)域?qū)@得飛躍式發(fā)展。

北京水務(wù)集團(tuán)所屬的以地表水為水源的自來水廠都設(shè)有1。5m深的煤質(zhì)顆?；钚蕴繛V池，活性炭濾池為給水處理中的深度處理工藝，可以有效地除去水中色度、異臭異味和溶解的有機(jī)污染物，提高供水水質(zhì)。剛填人活性炭池的新炭主要以物理和化學(xué)吸附為主，在使用一定時(shí)間后炭表面形成生物膜，則以生物降解作用為主。

國(guó)內(nèi)外大批量生產(chǎn)的水處理用煤質(zhì)顆?；钚蕴繌纳a(chǎn)工藝總體上主要可分為四種，即原煤破碎活性炭、柱狀活性炭、柱狀破碎活性炭和壓塊破碎活性炭，這四種活性炭在我國(guó)自來水深度處理中均有應(yīng)用，其中壓塊破碎活性炭將是未來水處理用活性炭市場(chǎng)，尤其是中國(guó)水處理用活性炭市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。給水處理顆粒活性炭一般微孔和中孔發(fā)達(dá)，應(yīng)符合三項(xiàng)要求:吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。

汽油回收用活性炭

利用性能優(yōu)良的吸附劑對(duì)油氣進(jìn)行選擇性吸附，實(shí)現(xiàn)油品燕氣的吸附回收，是一種有效的油氣回收技術(shù)，而吸附劑的選取是此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵?；钚蕴渴且环N疏水性吸附劑，具有非極性的表面結(jié)構(gòu)，特別適合于從氣體或液體混合物中進(jìn)行油氣的吸附回收。活性炭吸附油氣主要為范德華力引起的非極性物理吸附過程，吸附能力與活性炭的比表面積、孔容、孔徑分布等主要物理結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，碳?xì)浞肿又睆脚c活性炭的孔徑尺寸愈接近，吸附能力愈強(qiáng)。油氣回收用活性炭一般要求中孔發(fā)達(dá)，在具有強(qiáng)吸附能力的同時(shí)，還要具有較高的脫附能力，此外還要具有較高的強(qiáng)度、耐磨性及透氣性。

為防止汽油揮發(fā)而浪費(fèi)燃料和污染環(huán)境，歐美國(guó)家早在20世紀(jì)70年代就制定法規(guī)，要求在汽車上安裝裝填活性炭的碳罐對(duì)汽油蒸氣進(jìn)行吸附，以防止燃油的揮發(fā)污染。碳罐的工作原理是:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停止I作時(shí)，由化油器、汽缸等處揮發(fā)出的汽油蒸氣被碳罐中的活性炭吸附，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)又可被吸人的空氣脫附并一同進(jìn)人汽缸燃燒，從而達(dá)到防止汽油燕發(fā)的目的。碳罐所用的活性炭是控制汽油蒸發(fā)的關(guān)鍵，要求其不僅吸附性能好，而且有較好的脫附性能。

由于活性炭的吸附能力和脫附能力之間沒有必然聯(lián)系，常用的吸附指標(biāo)如碘值、亞甲基藍(lán)值、CCI4等無法準(zhǔn)確表征活性炭對(duì)汽油的回收能力，因此目前國(guó)際上通用的檢測(cè)指標(biāo)是丁烷有效吸附工作容量(BWC)。研究表明，活性炭對(duì)丁烷的吸附受活性炭比表面積和孔容，特別是中孔孔容的影響，提高活性炭的微孔比表面積和中孔孔容是改進(jìn)其丁烷吸附性能的關(guān)鍵因素，’理想的孔徑范圍為微孔上限和中孔下限。丁烷吸附過程具有微孔填充和毛細(xì)凝聚雙重特征:在吸附前期，吸附過程是與比表面有關(guān)的微孔填充吸附，而在吸附后期是受孔容控制的毛細(xì)凝聚過程。因此，提高活性炭的中孔率是提高其解吸率的有效途徑。

油氣回收用活性炭一般采用壓塊破碎炭，且制備工藝不同于普通活性炭，制備前需在原料煤粉中加人適量添加劑，再經(jīng)壓塊成型、炭化、活化制得。影響活性炭性能的主要因素為原料煤性質(zhì)、添加劑和成型壓力。

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