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水處理分為上水處理和下水處理：上水通常指生活用水、工業(yè)用水、純水等經(jīng)過人工處理后使用的水；下水通常指生活污水、工業(yè)污水等。

水中的污染物大致分為無機污染物和有機污染物兩類。無機污染物主要是重金屬，如鉻、鉛、汞等以及氰化物和放射性物質(zhì)。有機污染物主要指耗氧有機物（BOD、COD）、酚類有機物、含磷和含氮有機物。今天，小編帶大家主要了解下下水的活性炭處理應(yīng)用。

二、下水的活性炭處理

1.含汞廢水

1953年發(fā)生在日本的水俁病事件，就是含甲基汞工業(yè)廢氣污染水體，使水俁灣大批居民發(fā)生神經(jīng)性中毒的公害大事，為人們所關(guān)注。

活性炭上引入聚硫脲有利于提高対汞的吸附能力。將椰殼炭吸附聚胺和二硫化碳后，繼續(xù)反應(yīng)，可獲得固定有聚硫脲的活性炭。當相對分子質(zhì)量為1800的聚胺在活性炭上的固定率為11.8%時，該活性炭對汞的吸附能力較佳，超過11.8%時，對汞的吸附能力急劇下降，因為固定率越高，活性炭的比表面積下降越迅速。

某廠含汞廢水經(jīng)硫化鈉沉淀，以石灰調(diào)整pH，加硫酸亞鐵作混凝劑處理后，含汞量為1-3mg/L，遠高于0.05mg/L的允許排放標準。如果再以活性炭處理，采用兩個40m³靜態(tài)間歇吸附池，裝1m厚的活性炭，交換工作，使進吸附池的廢水近滿，以壓縮空氣攪拌0.5h后，靜置2h，該廠每天廢水量約為10-20m³，經(jīng)活性炭處理后的出水含汞量則符合排放標準。

粉狀活性炭可以用于處理低濃度的含汞廢水，為我國生產(chǎn)水銀溫度計工廠所采用，通過飽和炭加熱升華、冷凝回收汞。

載有鹽酸的活性炭，較好其微孔半徑＜80nm，用＜30%的水蒸氣活化。該種活性炭適用于去除液相碳氫化合物中含有的汞或汞的化合物。

活性炭吸附水溶液中的二價汞與pH成反比。pH在酸性范圍時，活性炭對汞的吸附較高。pH從9降到酸性范圍時，去汞量多達兩倍。

活性炭去汞的效率與活性炭的性質(zhì)和活化工藝有關(guān)。由木材、椰子殼和煤通過蒸汽法活化制造的活性炭在pH低于5的溶液中去汞量高，如pH提高，則去汞量降低；由木材通過氯化鋅法活化制造的活性炭去汞量較高，甚至在提高pH大于5時仍有較高的去汞量。

活性炭去汞的效率與溶液中加入的添加劑有關(guān)。加入鞣酸或乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA） 螯合劑0.02mg/L，就可使吸附汞從10%增至30%，依溶液的pH和炭的用量而定，其中鞣酸的效果更好；加入硝酸則低效；加入鈣離子也能提高汞的吸附量，鈣離子濃度從50mg/L增加到200mg/L時，汞的吸附量增加10%-20%；當鈣離子和鞣酸同時存在時，使用較少的活性炭，去汞量幾乎增加一倍；以金屬硫化物浸漬處理的活性炭選擇吸附汞也非常有效。

2.含釩廢水

活性炭能吸附溶液中的四價釩離子和五價釩離子，溶液的pH和活性炭表面的性質(zhì)對其吸附有一定影響。四價或五價釩離子被吸附的量，在一定pH范圍內(nèi)都因pH增加而增加，在pH范圍為2.5-3之間達到較大，此后降低；氧化處理后的活性炭對釩離子有較大的吸附率，從偏釩酸鈉溶液中以氧化改性的粉狀活性炭吸附釩，可從含量50mg/L的溶液中去除90%的釩。

當使用較大量的活性炭或吸附較長時間時，活性炭的吸附率有所提高，即溶液中更多的釩被吸附。例如，以0.5gC/100mL和5.0gC/100mL同樣吸附3h進行比較，溶液中釩的殘留量分數(shù)：前者約為40%，后者約為9%。再以5.0gC/100mL、吸附時間為1h和3h進行比較，溶液中釩的殘留量分數(shù)：前者約為22%，后者約為9%。

有人對水中痕量釩用活性炭進行預(yù)富集，研究了水中痕量釩的吸附和解吸條件以及活性炭對釩的吸附容量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50mg活性炭可對500mL水中80μg以內(nèi)的釩進行定量回收，回收率在93%-104%之間。本法對合成海水樣品痕量釩量進行分析測試，結(jié)果滿意。

3.含磷廢水

廢水中含有機磷農(nóng)藥，如對硫磷、甲基對硫磷等，可用活性炭吸附。達到吸附飽和的活性炭可用蒸氣再生。馬拉硫磷、磷酰胺、敵百蟲及敵敵畏等有機磷化合物，可先用活性炭吸附，再用硫酸鋁及氯化鐵進行混凝沉淀去除。在生產(chǎn)甲基異柳磷、增效磷的廢水采用活性污泥法的處理過程中，投入粒徑為0.4-0.6μm的活性炭，投配率為20%，提高COD的去除率。

4.含氟廢水

攝取含有氟化物的水對健康影響的課題已被廣泛研究。飲用水中添加適量的氟化物有利于人的身體健康，而且有助于防止牙齒腐蝕。但是，如果水中氟化物的含量過高也會導(dǎo)致飲用者生成牙斑。環(huán)保者則認為水中的氟化物會污染環(huán)境。去除飲用水中過量的氟化物可使用化學(xué)沉積、離子交換樹脂、反滲透、電滲析和活性鋁土吸附等方法，其中以活性鋁土吸附較為常用。浸鋁炭是一種新型吸附劑，它是將活性炭的大表面積性能和鋁對氟化物高吸附容量相結(jié)合，以此獲得的浸漬炭比普通活性炭大3-5倍的吸附效率，達到飲用水氟化物的標準含量。

浸鋁炭的制造：首先，將活性炭浸漬在硝酸鋁溶液中，溶液的較佳pH是3.5（在pH低于3.0時，活性炭沒有吸附鋁，在pH高于4.0時，因鋁沉淀不可能浸漬）。待浸漬一定時間后，將浸漬炭在氮氣中煅燒一定時間，較佳煅燒溫度為300℃，煅燒溫度明顯地改變浸鋁炭的氟化物的吸附容量。

5.含氰廢水

活性炭在處理黃金生產(chǎn)中尾礦庫含氰溢流水的應(yīng)用中取得了良好的效果。黑龍江省鐵力木材干餾廠用煤、木混合配比壓條后生產(chǎn)的黃金用活性炭，其載金量優(yōu)于其他原料生產(chǎn)的活性炭，經(jīng)黃金炭處理后含氰廢水基本符合排放標準。黃金炭在烏拉嘎金礦成功地進行了工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。

所用黃金炭的質(zhì)量標準：粒度φ1.5-2.5mm，L4-11mm；碘值800-1000mg/g；強度≥85%；干燥減量≤10%；堆積密度0.4-0.6g/cm³；水容量≥60%；pH7。

1989年，在日處理尾礦庫含氰廢水2000m³情況下，經(jīng)過近150天的運轉(zhuǎn)后，取出1.2t載金炭，經(jīng)焚燒、熔煉后得到518.27g黃金錠，經(jīng)計算平均每噸黃金炭可回收黃金456.9g，黃金炭的應(yīng)用創(chuàng)造了很大的社會和經(jīng)濟效益。通過活性炭處理過的尾礦庫含氰廢水的含氰量符合排放標準，六個月的檢測數(shù)據(jù)范圍：吸附前氰的濃度為0.72-1.9mg/L，吸附后氰的濃度為0.03-0.08mg/L。

活性炭去除廢水中氰化物的吸附容量只有活性炭質(zhì)量的1%。我國某廠采用空氣催化氧化法處理氰化鍍鎘廢水時，氰和鎘的去除率均達到99%以上。

北京機電研究院將活性炭滲浸銅氧化物用于處理氰化鍍銅合金廢水，出水總氰和游離氰的含量均可達國家規(guī)定的排放標準。達到吸附飽和的活性炭可以通過次氯酸鈉和硫酸銨來再生，再生液經(jīng)過加堿、加熱去氨轉(zhuǎn)化為氧化銅，重新使用。

6.含烴廢水

關(guān)于對含烴類（苯、甲苯、二甲苯等）廢水的處理，單獨使用活性炭就能較易將其去除。如果結(jié)合曝氣，再用活性炭處理，去除效果更好。

對活性炭表面進行相應(yīng)的改性處理可以增加活性炭的吸附性能，提高對水中苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的去除效率。例如在活性炭上負載環(huán)氧氯丙烷和四乙五胺；也可先將溴與活性炭制得溴化活性炭，再與二乙三胺作用，使活性炭表面含有胺或季銨鹽基團，以此改性的活性炭處理含有表面活性劑的乳化的廢輪油廢水時，在50個工作小時內(nèi)，可將其油的含量由80-120mg/L降到20-30mg/L。

7.含多氯聯(lián)苯廢水

1963年，日本九州市生產(chǎn)米糠油使用的多氯聯(lián)苯污染了水和食物，發(fā)生了幾千人中毒的米糠油事件。

粉狀或粒狀活性炭均可用以處理含多氯聯(lián)苯的廢水，吸附飽和的活性炭可以熱再生法再生，或用苯淋洗，以萃取法回收。如用200g活性炭，已吸附0.1%的多氯聯(lián)苯用400mL苯在50℃加熱3-5h，即可去除95%-98%的多氯聯(lián)苯，且出水中尚含有的多氯聯(lián)苯可在1μg/L以下，符合排放標準，國外工業(yè)性裝置已有應(yīng)用。

8.含鹵烴廢水

含二氯乙烷的廢水可以活性炭柱吸附，飽和后用蒸氣再生，蒸氣冷凝后分層去水，常可定量地回收二氯乙烷。例如，可用活性炭吸附處理含二氯乙烷（500mg/L）的廢水，以12L/h的濾速通過12L活性炭，飽和后，在200℃下用0.2MPa的蒸氣再生2h，蒸氣冷凝后將冷凝液分層可回收0.8-1.2kg的二氯乙烷。

含四氯乙烯50-100mg/L的干洗廢水可用活性炭吸附，吸附容量為5-9g/kg；含四氯乙烯濃度為150mg/L時，用活性炭吸附，回收率為98%；含四氯乙烯171-178mg/L及1，1，1-三氯乙烷545-597mg/L的廢水，可用椰殼活性炭吸附處理，吸附容量為0.34g/g和0.31g/g。

含氯苯100-150mg/L的廢水不宜用生化法處理，因在活性污泥曝氣時，氯苯較易解吸而散到空氣中，應(yīng)采用活性炭處理。當氯苯濃度較高時，應(yīng)先以二氯甲烷萃取，使氯苯濃度降低到2-3mg/L，然后用1m長的活性炭柱，以5m/h的速度通過1kg，活性炭可去除2.73kg的氯苯。

因為二氯甲烷沸點很低，是易揮發(fā)液體，因此含二氯甲烷的廢水，先經(jīng)蒸餾處理，再用活性炭吸附，可以減輕活性炭的負擔(dān)。在生物顆粒活性炭流動床反應(yīng)器中，二氯甲烷可有效地降解。有連續(xù)操作資料表明，二氯甲烷的生物降解速度為40kg/（m³·d）以上，工藝廢水中二氯甲烷的含量＜1mg/L。

9.含有機氯殺蟲劑廢水

有機氯殺蟲劑（organicchlorineinsecticide）一般分為以苯為合成原料的氯化苯類和不以苯為原料的氯化亞甲基萘制劑兩大類。前者有二二三（滴滴涕）、六氯化苯、六六六（六氯環(huán)己烷）、林丹（丙體六六六）等；后者有氯丹、七氯化茚、狄氏劑、異狄氏劑、艾氏劑、異艾氏劑、毒殺芬、碳氯特靈等。如它們均存在于原水中，則可用活性炭有效地去除，使處理后的水對魚類無毒。

當原水中林丹經(jīng)活性炭處理后，其含量從原來的0.5mg/L降低到0.02mg/L。當原水中林丹的含量為40-110μg/L，用臭氧及砂濾處理的效果，都比不上用活性炭處理。

10.含醛廢水

目前含有大量甲醛廢水的處理方法主要為生物化學(xué)法（厭氧、好氧法），但由于該法的占地面積大、設(shè)備多、運行時間長、費用高及處理不完全等而不適合少量甲醛廢水的處理。酚醛樹脂廠排出的甲醛廢水嚴重污染環(huán)境，常在堿性溶液中用活性炭吸附去除。為了提高吸附能力，活性炭可用芳伯胺預(yù)處理。例如含360mg/L的甲醛廢水，在pH=9時通過2g含有0.4g鄰苯二胺的活性炭，流速為0.83mL/min，可得無甲醛廢水， 吸附飽和的活性炭可用0.05mol/L的硫酸再生。

含糠醛廢水可用活性炭吸附，在180-200℃、0.09-0.12MPa條件下，惰性氣體及水蒸氣的混合物將糠醛從活性炭中吹出回收，活性炭回用。

11.含酮廢水

含苯乙酮、羥基丙酮、甲乙酮、丙酮肟等的廢水均可用活性炭吸附處理。含丙酮廢水，例如用異丙苯法制造丙酮的工廠廢水，可在pH≥9的條件下以活性炭去除其中的丙酮等雜質(zhì)，在較大的溫度范圍內(nèi)去除其COD。如用兩性化合物氧化鋁、氧化鎂制成的吸附劑處理廢水中的丙酮比用活性炭效果好，因為活性炭是一種非極性吸附劑，而丙酮是極性短鏈的含氧化合物。用啤酒廠渣滓以氫氧化鉀活化法制成的活性炭有更高的比表面積，對苯和丙酮均有更大的吸附量。

12.含有機酸廢水

活性炭對有機酸具有良好的吸附性能，能吸附各種脂肪酸、芳香酸、氨基酸及其取代衍生物。含微量醋酸的廢水可用活性炭吸附處理，飽和活性炭可用加熱法再生回收醋酸。為了獲得更佳的處理效果，可將活性炭吸附法和氧化法聯(lián)用，處理含主要污染物醋酸的廢水。總有機碳值為120mg/L，可加入5g/L活性炭和3400mg/L的過氧化氫，然后用氫氧化鈉調(diào)整為pH=8.6，在35℃下以400r/min的速度攪拌，攪拌時間分別為20min、60min及90min，TOC的去除率分別為35%、84%及90%，而不加活性炭的TOC去除率僅為0.7%及7%。

含醋酸及苯酚的食鹽溶液可用活性炭吸附回收。吸附飽和的活性炭可用氫氧化鈉溶液淋洗加以再生，精制后的食鹽溶液可生產(chǎn)氯氣及燒堿。連續(xù)蒸餾制備糠醛的廢水可用活性炭處理，吸附后可減壓回收醋酸。

含鄰苯二甲酸、硝基對苯二甲酸、硝基苯甲酸及苦味酸等的廢水（例如生產(chǎn)對苯二酸的廢水），可用活性炭精制。

廢水中如果含有10g/L的溶解性芳香酸時，可用16-25g/L的活性炭處理，能降低60%-75%的廢水污染。

草酸存在于木漿、精制糖、精制橄欖油等的工廠的生產(chǎn)廢水中，對人體、水產(chǎn)、植物有害，并使土壤中的鈣沉淀為草酸鈣。含草酸的廢水中，在活性炭催化作用下溶解的草酸被氧氧化分解。

從泥煤制得的含較多微孔和中孔的活性炭具有較高催化活性，活性炭經(jīng)熱處理可提高其催化活性。

有機物如苯酚和對苯二酚被活性炭吸附后，會延遲催化活性。溶液中存在硝酸鉀會降低活性炭的催化活性。

反應(yīng)率在給定的pH值下，不受草酸濃度的影響；反應(yīng)率在給定濃度下，當pH值為2.6時較高。

13.含酯廢水

含氟乙酸甲酯或氟乙酸乙酯的廢水可用活性炭吸附處理。含有鄰苯二甲酸二異辛酯的廢水用硫酸鋁處理，可去除80%-90%，如果同時加入20mg/L的活性炭可提高去除率。但加入活性炭對鄰苯二甲酸二丁酯并無提高去除率的作用。

14.含酚廢水

酚及其衍生物是工業(yè)廢水中常見的高毒性、難降解的有機物，含酚廢水來自焦化廠（尤其是低溫土法煉焦）、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業(yè)部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纖維、合成染料、有機農(nóng)藥和酚醛樹脂的生產(chǎn)過程。例如生產(chǎn)焦炭、煤氣所產(chǎn)生的廢水含酚濃度高達2000-12000mg/L。酚基化合物是含酚廢水中的主要成分，如甲酚、二甲酚、硝基甲酚和苯酚等。國內(nèi)外含酚廢水的處理方法主要包括吸附法、萃取法、氧化法以及生物技術(shù)。

處理含酚和醋酸鈉的廢鹽水時，先調(diào)整溶液酸堿度至pH=7，然后以串聯(lián)活性炭處理去酚，對出水再調(diào)整酸堿度至pH=3，使醋酸鈉變?yōu)榇姿?，然后用活性炭進行串聯(lián)吸附去除醋酸，吸附的酚和醋酸均可用氫氧化鈉回收。

利用活性炭處理生產(chǎn)殺蟲劑的廢水中的酚，可以使其濃度從100mg/L降低到1mg/L。

鄰甲酚、間甲酚、對甲酚等比苯酚更易被活性炭所吸附，而且隨著烷基鏈的長度和個數(shù)的增加，其吸附容量也增加。

用0.25g/100mL的活性炭處理濃度為100mg/L的鄰苯基苯酚，去除率達到99.6%。用500mg活性炭處理200mL濃度為10mg/L2，4，6-三硝基苯酚（苦味酸）的廢水，攪拌2min，去除率可達100%。

廢水中的硝基酚也可用活性炭吸附。含二硝基丁基酚的廢水可用活性炭吸附去除，在pH＜1.0時，去除率可達99%以上，出水濃度可達0.1-5.0mg/L。

廢水中的對氯酚、2，4-二氯酚、3，4-二氯酚、2，5-二氯酚和2，6-二氯酚，都可用活性炭吸附，飽和后可用5%堿液以熱法再生。

煤化工工廠的廢水含有大量甲基酚、乙基酚和二甲基酚等酚類化合物，這些化合物對生物、人體有很多有害影響，因此去除這些化合物是控制水污染的方法之一，活性炭的吸附因酚的種類而不同，烷基取代酚比酚會更強烈地被吸附，并且吸附性隨烷基鏈的增長而增加，其吸附性與烷基的位置無關(guān)，但是隨取代基數(shù)目的增加而顯著增加。吸附性的增減隨著酚的溶解度的變化而變化，烷基的取代使酚的極性減少，分子量增加，溶解度降低，吸附性增加。

活性炭的表面積和含氧的表面結(jié)構(gòu)對酚的吸附有一定的影響。酸性基團的存在減少酚的吸附，羰基中氧的存在因為有氫鍵的緣故，可增強酚的吸附。為了提高活性炭對廢水的去酚率，則需要選擇具有大表面積和低酸性氧的活性炭，高溫制造的活性炭是可取的。

采用活性炭固定床時，可用18%的氯化鈉溶液去除苯酚及醋酸，處理的鹽水可用來生產(chǎn)氯和燒堿，吸附的苯酚可用氫氧化鈉解吸。

采用活性炭厭氧流化床處理含酚廢水，可得到高達99.9%的去酚率和96.4%的CODcr去除率，因為活性炭對酚類的吸附作用與生物降解作用結(jié)合起來，發(fā)揮了兩方面的活性，載體流態(tài)化也解決了氣液分離及介質(zhì)堵塞問題。用碳酸鉀化學(xué)活化的煤矸石制得的活性炭，BET比表面積達1236m²/g，孔體積達0.679cm³/g，表面是疏水性的，對水溶液中酚類污染物有良好的吸附性能?；钚蕴繉椒拥膹U水處理是一種實用的方法，優(yōu)點是無另外的廢物和毒物，無二次污染，又可以有效地再生。研究進口活性炭的飽和吸附容量等性能，提出生產(chǎn)專用脫苯酚的工藝條件及參數(shù)。在生產(chǎn)用于醫(yī)藥、染料等工業(yè)的對氨基苯酚過程中，會有大量高濃度有機廢水，可以采用Fen-ton試劑法降解，此法具有反應(yīng)迅速、溫度和壓力等反應(yīng)條件緩和的特點，但其缺點是利用率偏低，成本較高，還需加入均相催化劑，易引起二次污染。

采用活性炭與雙氧水協(xié)同作用（活性炭作催化劑，雙氧水作氧化劑），對降解含有對氨基苯酚的廢水有良好的效果：在H₂O₂/COD=1.0、活性炭/H₂O₂=0.5、pH=2的條件下，降解反應(yīng)可在180min內(nèi)結(jié)束，對氨基苯酚的去除率達74.0%，與Fenton試劑法相比較，COD去除率提高1.75倍。

處理含酚廢水，以活性炭作催化劑，用濕空氣催化氧化酚是有前途的方法。與y-氧化鋁上的氧化銅為催化劑作對比，經(jīng)10天運作，活性炭催化氧化酚的活性要高10倍。

以用過的茶葉制成的活性炭可從廢水中吸附苯酚、磷甲酚、間甲酚、對硝基苯酚、對氯苯酚、2，4-二硝基苯酚、2，4-二氯苯酚，并按以上順序增加吸附量。

15.含硝基類廢水

含硝基苯廢水是公認的高難度處理廢水，迄今為止未有可行的、運行良好的工程化系統(tǒng)。各種試用過的技術(shù)中，有的成本過高，有的只能停留在試驗階段。如活性炭吸附法，活性炭材料消耗量大、成本高，再生后吸附能力急劇下降。

臭氧-活性炭氧化對硝基苯的去除效果比單獨使用臭氧氧化、活性炭吸附要好得多。pH值對臭氧-活性炭氧化去除硝基苯的影響很明顯，合適的pH值的范圍是中性偏酸性。臭氧-改性活性炭氧化的去除效果更佳。

在炸藥三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）生產(chǎn)中的主要廢水是黃水、紅水和裝藥操作中的粉紅水。

黃水呈酸性，其中95%的成分為TNT，其余為二硝基甲苯（DNT）、三硝基苯甲酸、二硝酸甲酚、三硝基苯等。黃水在TNT生產(chǎn)時，可以部分循環(huán)使用，其余部分用活性炭吸附后按環(huán)保規(guī)定標準排放。

紅水呈弱堿性，所含的有機物主要是α-TNT和二硝基甲苯磺酸鈉，毒性比TNT大，在陽光下毒性不減，是嚴禁排放的廢水，目前較為可行的處理辦法是采用焚燒爐銷毀。對于濃的紅水，可直接與重油或煤氣燃料一起噴入焚燒爐內(nèi)燃燒；對于稀的紅水，先利用焚燒爐高溫?zé)煹罋獾挠酂徇M行蒸濃，然后與燃料一起焚燒。

粉紅水呈中性，開始呈淺黃色，受陽光照射后變成粉紅色，照射時間延長，可變成紅棕色，變成棕黑色，所含的有機物有α-TNT、DNT、不對稱TNT、三硝基甲醛等，其中紅色固體尚未鑒定。