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活性炭能吸附可溶性物質(zhì)以及都能吸附哪些物質(zhì)？
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中國屬于工業(yè)生產(chǎn)大國，每年排出的工業(yè)廢水約為8*108m³，其中不僅含有氰化物等劇毒成分，而且含有鉻、鋅等重金屬離子，不處理好的話，會造成重金屬的污染而難以治理?；钚蕴烤哂休^強(qiáng)的吸附能力、杰出的化學(xué)不變性、高力學(xué)強(qiáng)度、可再生等特性，普遍應(yīng)用于化工、環(huán)境治理、衛(wèi)生、飲食等鄰域。在當(dāng)今水污染嚴(yán)重的情況下，活性炭可以有效去除水中大部分有機(jī)污染物，重金屬，氣味和顏色，具有重要的科學(xué)意義，在污水凈化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用可能性。活性炭水處理的應(yīng)用原理活性炭通過表面對水中雜質(zhì)的吸附來達(dá)到改善水質(zhì)的目的。根據(jù)吸附物質(zhì)與被吸附物質(zhì)之間作用力的不同可分為物理和化學(xué)吸附。
由于活性炭是由優(yōu)質(zhì)無煙煤、木屑、果殼等經(jīng)過一序列工藝加工而成的，具有強(qiáng)大的比表面積，發(fā)達(dá)的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，以及很強(qiáng)的吸附能力等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于高純度的生活飲用水、工業(yè)用水和廢水處理的深度凈化，能夠吸附去除水中產(chǎn)生臭味的物質(zhì)和有機(jī)污染物，如酚、苯、氯、農(nóng)藥、洗滌劑等等。此外對重金屬，如銀、鎘、砷、錫、汞、鉛等離子也有吸附能力，并具有脫色作用等。在給水處理廠中，活性炭吸附法還起著改善水質(zhì)的作用，一般運(yùn)用的都是煤質(zhì)柱狀活性炭。
改善硬水的方法有哪些：
1.若水的硬度是暫時(shí)硬度，那么可以通過煮沸法將水煮沸后，水中的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂會分解成難溶于水的碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀于水底能夠被去除，從而使得水的硬度得以改善。
2.若水的硬度是硬度，那么可以通過以下幾種方法將水軟化：
1）離子交換法：這種方法所運(yùn)用到的離子交換劑有天然沸石，人工沸石、磺化煤、和陽離子交換樹脂。其中常用的就是陽離子交換樹脂，是由鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由于鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨著溫度的升高而生成水垢情況，這種方法也是目前常用的標(biāo)準(zhǔn)方式。；
2）膜分離法：膜分離法是一種能夠比較徹底地使水的硬度得以降低的方法，水里面的鈣、鎂離子都能夠被納濾膜和反滲透膜阻隔掉，折中方法運(yùn)用起來效果也非常明顯且穩(wěn)定，經(jīng)過處理的水，適用范圍也比非常廣泛，但是對于進(jìn)水壓力會有較高的要求。設(shè)備投資和運(yùn)行成本也都比較高，所以一般只用于專門的硬水軟化處理；
3）加入石灰法：在硬水中加入一定量的石灰，使水的硬度降低，這種方法主要用于軟化水量大的高硬水，但是只能將水的硬度降低到一定的范圍內(nèi)；
4）電磁法：水中碳酸鈣、碳酸鎂的沉積速度和沉積時(shí)的物理特性是可以通過在水里面加上磁場或者電場來改變的，從而能夠阻止硬水垢的形成，這種方法的特點(diǎn)是設(shè)備投資小、安裝方便、運(yùn)行費(fèi)用低；但是效果不夠穩(wěn)定，沒有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，多用于商業(yè)（如中央空調(diào)）循環(huán)冷卻水的處理，不能應(yīng)用于工業(yè)及鍋爐補(bǔ)給水的處理；
5）加藥法：硬水中所含有的碳酸鈣和碳酸鎂的性能可以通過往水里面添加定量的阻垢劑來改變，這樣的話，產(chǎn)生的水垢就不能夠被析出，沉淀。現(xiàn)代工業(yè)上使用的阻垢劑很多，這種方法的特點(diǎn)是一次性投入少、適應(yīng)性廣；但水量大時(shí)運(yùn)行成本偏高，由于加入了化學(xué)物質(zhì)，所以水的應(yīng)用受到很大限制，一般情況下不能應(yīng)用于飲用、食品加工、工業(yè)等方面，在民用領(lǐng)域中也很少應(yīng)用。
1. 活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中被廣泛用作電鍍層的金屬原料。在廢水中，根據(jù)pH值的變化，C(rⅥ)會以不同的形式存在。活性炭具有高度開發(fā)的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，物理吸附能力強(qiáng)，可有效吸收Cr。此外，活性炭的表層還有許多靜電離子基團(tuán)，例如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等，它們也會對Cr產(chǎn)生化學(xué)吸附效應(yīng)。因此，活性炭物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原一起作用才可使廢水中鉻的去除效果達(dá)到最佳。用活性炭處理廢水中的鉻，吸附性好，處理成本低效率高，有很好的社會效益。
2. 活性炭處理含氰廢水在工業(yè)生產(chǎn)中，廢水中的氰化物分為兩類，一類為無機(jī)氰(氫氰酸及其鹽類)，一類為有機(jī)氰或腈(丙烯腈等)。煤焦化、纖維生產(chǎn)、金屬電鍍和著色、礦石浮選、燃料、藥品及塑料加工等生產(chǎn)過程都會產(chǎn)生含氰廢水。長期以來，含氰廢水大多用活性炭來去除。
3. 活性炭處理含酚廢水
在工業(yè)生產(chǎn)中，石油化工廠、樹脂廠、焦化廠及煉油化工廠皆會產(chǎn)生含酚廢水。實(shí)驗(yàn)研究表明，溫度和酸堿度是影響活性炭對苯酚吸附效果的主要因素?；钚蕴繉Ρ椒拥奈狡胶鈺r(shí)間會隨著溫度的升高而縮短，但溫度太高會使吸附量受損;pH值對廢水中酚的吸附效果有著明顯的影響，當(dāng)pH值小于或等于7時(shí)，廢水中酚的含量變化不大;當(dāng)pH值大于7后，酚的含量明顯下降，堿性過強(qiáng)，吸附效果也會變差。原材料種類和活化方法基本決定了活性炭的比表面積和對苯酚的吸附性能。MA等研究了活性炭原材料的種類對廢水中苯酚吸附效果的影響。結(jié)果表明，竹質(zhì)活性炭對苯酚的吸附效果好于椰殼活性炭好于煤基活性炭。
據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2017年，世界水資源受到了500~1000t石油污染，水產(chǎn)資源遭到嚴(yán)重迫害，人類健康受到極大危害。因此，很有必要處理含油廢水，保護(hù)水資源。作為一種非極性吸附劑，活性炭是最常用于凈化含油廢水的材料。與其它吸附劑相比，活性炭具有極大的比表面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu)，因而有好的吸油性，可去除廢水中的分散油、乳化油、溶解油及其它有機(jī)物。利用粉末活性炭對含油污水進(jìn)行萃取和吸附處理，結(jié)果表明活性炭對烴類污染物的萃取率平均可達(dá)96.0%，在酸性條件下，活性炭對芳烴具有良好的吸附效果。
5.活性炭去除水中有機(jī)物去除水中有機(jī)污染物是活性炭在污水凈化領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。
研究表明，在活性炭氧化還原過程中對其表面進(jìn)行改性處理，使其表面載有鉑，可增強(qiáng)活性炭對有機(jī)酸的吸附；通過浸滯的方法使活性炭的活化能改變，增強(qiáng)了活性炭對水中苯酚的吸附效果;根據(jù)硫元素的不同物化性質(zhì)從而采用不同的方式對活性炭進(jìn)行改性，可選擇性吸附不同價(jià)態(tài)的有機(jī)硫化物。由此可見，利用不同的改性措施處理活性炭可確保活性炭對水中不同有機(jī)物的吸附和去除。
6.活性炭去除水中重金屬及離子對粉末狀活性炭進(jìn)行二次表面處理，在其表面賦予能與重金屬及重金屬離子發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)，如羧基、羥基、氨基，實(shí)現(xiàn)去除水中重金屬的目的。
7.活性炭去除水中其他雜質(zhì)當(dāng)活性炭氧化過程中的煅燒溫度大于800℃時(shí)，對陰離子的交換容量也會相應(yīng)地增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)對水中陰離子的去除。通過氧化劑對活性炭中的還原官能團(tuán)進(jìn)行改性使其具有氧化性，可吸附水中的亞硝酸根離子；另外，經(jīng)NaOH等化學(xué)藥劑改性后的活性炭可起到常規(guī)活性炭不能去除水中殺蟲劑的功效。