活性炭及其在净水技术中的广泛应用

 

活性炭具有较强的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂等优点，是一种环境友好型吸附剂。活性炭作为一种优良的吸附剂在给水处理领域得到广泛的应用，是去除水中有机物、嗅是合成有机物的有效手段。活性炭具有很大的吸附性能主要是由其特殊的表面结构特性和表面化学特性所决定，同时活性炭的电化学性质对吸附性能也有很大影响。

随着城市生活饮用水水源受污染程度日益加剧，为提升饮用水水质，需要改造水厂常规水处理工艺，臭氧-活性炭深度水处理技术的应用将日益普及，活性炭的选型将直接影响深度水处理的效果和投资建设资金。
活性炭广泛用于工业三废治理、溶剂回收、食品饮料提纯、载体、医药、黄金提取、半导体应用、电池和电能贮存等。调整活性炭的孔隙结构，对表面基团进行改性，对提高其特殊性能和特定吸附催化作用具有较为重要的作用。
大部分含碳物质都可制备活性炭，如木材、锯末、煤类、泥炭类、果壳、果核、蔗渣及稻壳、石油废料、废旧塑料、废旧皮革、废轮胎、造纸废料、城市垃圾等废弃物。目前普遍认为果壳是制备活性炭的原料，但我国果壳资源有限，且不易集中、贮存，价格昂贵。近年来，国内外对各种价格较低、来源广泛的废弃物相继进行了制备活性炭的试验[1]。目前由废弃物制得的活性炭性能并不高，实际应用还较少，但因其价格低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且绿色而日益受到青睐。有效地利用废弃物生产活性炭，不仅可节约资源且有利于保护生态环境。
在环保产业当中，活性炭用量较大的是城市水源净化工程和污水处理工程，约占环保产业活性炭总用量的70％以上；其次是空气净化，活性炭用量也在逐年上升。然而，活性炭生产过程却存在着一定程度的环境污染。在国家环保政策越来越严的情况下，解决好活性炭生产企业的环保问题，是活性炭行业可持续发展的重大课题。
活性炭作为优良的吸附剂在饮水的净化、废水的深度处理、净化或储存气体等方面有着广泛的应用。研究表明，活性炭主要对相对分子质量小于3000，尤其是500-1000的有机物吸附作用较强。影响活性炭性能的主要因素有比表面积大小、孔容和孔径分布。一般比表面积、孔容越大，其吸附能力越强。