活性炭和水的处理

活性炭改性方法及其在水处理中的应用一、本文概述活性炭，作为一种广泛应用的吸附剂，因其高比表面积、优良的吸附性能和化学稳定性，在水处理领域扮演着重要角色。

然而，原始的活性炭在某些特定应用场合下可能表现出吸附容量有限、选择性不高等不足，这就需要对活性炭进行改性，以提高其在水处理中的性能。

本文旨在探讨活性炭的改性方法，并分析改性活性炭在水处理中的应用及其效果。

我们将详细介绍活性炭的改性方法，包括物理改性、化学改性和生物改性等多种方法，并阐述其改性原理和效果。

接着，我们将通过案例分析，探讨改性活性炭在水处理中的实际应用，如去除重金属离子、有机物和色度等。

我们将对改性活性炭在水处理中的应用前景进行展望，以期为推动活性炭在水处理领域的应用和发展提供参考。

二、活性炭基础知识活性炭，作为一种多孔性的炭质材料，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于各种领域，尤其是水处理领域。

其基础知识的掌握对于理解活性炭的改性方法以及在水处理中的应用至关重要。

活性炭主要由碳、氢、氧、氮、硫和灰分组成，其中碳元素含量一般在80%以上。

活性炭的多孔结构赋予了其巨大的比表面积和优异的吸附性能。

活性炭的孔结构包括大孔、中孔和微孔，这些孔的存在使得活性炭能够吸附分子大小不同的各种物质。

活性炭的吸附性能主要取决于其表面化学性质和孔结构。

表面化学性质包括表面官能团的种类和数量，这些官能团可以影响活性炭与吸附质之间的相互作用力，从而影响吸附效果。

孔结构则决定了活性炭的吸附容量和吸附速率。

活性炭的制备方法多种多样，包括物理活化法、化学活化法和化学物理联合活化法等。

不同的制备方法可以得到不同性质的活性炭，从而满足不同应用场景的需求。

在水处理领域，活性炭主要用于去除水中的有机物、重金属离子、色度、异味等污染物。

其吸附过程包括物理吸附和化学吸附，通过这两种吸附方式的共同作用，活性炭可以有效地净化水质，提高水的饮用安全性。

活性炭的基础知识包括其组成、结构、性质、制备方法和应用等方面。

活性炭在水处理中的特点、性质及应用活性碳主要依靠其高吸附能力的特性，有效去除水中的氯、异色、异味、重金属等。

带活性碳的水过滤器，是美国销售最广的净水装置。

活性碳是以椰子壳为原料，颗粒均匀。

表面具有大量微孔，形成巨大的比表面积（1克活性碳能吸附微尘的面积相当于2亩地大小），活性碳主要依靠其高吸附能力的特性，吸附水中的氯、异色、异味等，也有以杏核壳等为原料的果壳碳和以煤为原料的煤质碳，吸附性能较椰壳碳差，价格也便宜很多。

任何表面都有自发降低表面能的倾向，由于固体表面难于收缩，所以只能靠降低界面张力的办法来降低界面张力的方法来降低表面能，这也就是固体表面能产生吸附作用的根本原因。

由于活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，对水中溶解的有机物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力，而且对用生物法及其他方法难以去除的有机物，如色度、异臭、表面活性物质、除草剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成的有机化合物都有较好的去除效果，因此活性炭吸附技术在水处理中已得到广泛应用。

活性炭的特点活性炭是一种多孔性含炭物质，具有发达的微孔构造合巨大的比表面积。

它包括许多种具有吸附能力的碳基物质，能够将许多化学物质吸附在其表面上。

活性炭最初用于制糖业，后来广泛用于去除污水中的有机物合某些无机物。

活性炭的性质活性炭外观为暗黑色，具有良好吸附性能，化学性质稳定，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温，密度比水小，是多孔的疏水性吸附剂。

活性炭的作用活性炭产生吸附的主要原因是固体表面上的原子力场不饱和，有表面能，因而可以吸附某些分子以降低表面能。

固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的分子将在固体表面上浓聚。

活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成了空隙，形成许多不同形状、不同大小的细孔。

通常活性炭颗粒中的孔隙占颗粒总体积的70%～80%。

这些孔隙形状多样，孔径分布范围很广，细孔壁的总表面积即比表面积一般高达500～1700平方米/克。

活性炭在水处理中的应用一、前言水是人类生活不可或缺的资源，同时也是人类健康和工业生产的关键因素。

然而，随着经济的发展和人口的增加，水污染日益严重成为人类面临的一个严峻问题。

活性炭作为一种有效的水处理材料，其应用越来越广泛，在提高水处理效果、减少污染物排放、保护水资源等方面都具有重要的意义。

本文将结合国内外文献和实际案例，介绍活性炭在水处理中的应用及其优缺点。

二、活性炭概述活性炭（Activated Carbon，简称AC）是一种多孔性的吸附材料，主要由可燃材料制成，如木材、竹材、果壳、煤炭等，通过炭化和活化过程制成。

活性炭的特点是孔隙分布均匀、孔径范围广、比表面积大、吸附性强，广泛应用于气体、液体、固体的吸附和分离。

活性炭根据其制备方法和应用领域的不同，可以分为硬质活性炭、软质活性炭和粉状活性炭等。

三、活性炭在水处理中的应用1. 活性炭在净水中的应用活性炭在水处理中的主要应用是净水。

由于活性炭具有高效的吸附能力和强大的污染物去除能力，能够有效地去除水中的有机物、气味、色度等污染物，提高水的质量，保护人类健康。

在一些传统的净水工艺中，如混凝沉淀法、过滤等方法，都很难去除水中难以分解的有机物和微量污染物，而活性炭能够大量吸附这些污染物，保证水的净化效果。

同时，活性炭还可以去除水中的异味和氯气，提高水的饮用性。

2. 活性炭在废水处理中的应用除了在净水方面使用，活性炭在废水处理中同样具有广泛的应用。

废水中含有各种有机化合物、氨氮、重金属等高浓度的污染物，废水排放对环境造成严重的污染。

有些高难度的废水处理过程需要借助活性炭的强大吸附能力，才能获得最终的净化效果。

（1）废水的预处理活性炭对废水中的悬浮物、泥沙、颗粒污染物等能够快速吸附，提高废水的澄清度和透明度，为后续的处理提供了便利条件。

（2）去除有机物活性炭能够高效地去除废水中的各种有机物。

可以通过物理吸附和化学反应两种方式来去除有机物。

依据处理工艺的不同，活性炭可以直接置于废水中，或者通过传统的反应槽、活性池、氧化池、生物反应器等方式来进行废水处理。

活性炭在水处理中的作用活性炭在水处理的作用活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。

由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。

活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。

第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO 及H2组成的混合气体, 用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。

活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。

大孔：半径1000 - 1000000 A。

过渡孔：半径20 - 1000 A。

微孔：半径- 20 A。

由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。

由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。

木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。

在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。

煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。

在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，煤质活性炭因此能有效地除去水中大分子有机物。

一般在水处理中使用的活性炭，其表面积不一定过大，但是应具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔徑。

日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性：比表面积为850至1000m2/g，孔隙容积为0.88至1.5ｍl ／g ，平均孔隙半径為40至50A椰壳油脂脱色炭用于工业油、矿物油、食用油的脱色、去杂味及胶杂质，广泛用于食品工业和化学工业的液相脱色与精制。

溶剂中的溶解度和溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。

通常上，活性炭交互作用下是一个非常复杂的过程。

它是一种通过物理吸附、化学吸附、交换吸附、氧化、催化氧化和活性炭还原去除水中污染物的水处理方法。

3 活性炭在水处理方面的应用3.1 活性炭吸附法应用于吸附重金属离子活性炭对重金属离子的吸附除表面积大、孔道发达、空腔容量大外，还取决于活性炭表面的稳定性和可调节性，活性炭表面含氧和含氮官能团的存在可以改变重金属的化学性质。

因现代化工业不断的发展中，大量的重金属离子不断地从工业废水中分散出来，存有极大的安全隐患。

对此，利用活性炭的结构密度特点，可以不断地优化活性炭链接式的密度结构，从而加快对重金属离子的吸附、分解[3]。

近年来，多元化的行业不断新起，工业技术优化中不断产生重金属离子的废水。

活性炭身上有很多的化学、物理性质，可以有效地去除重金属离子，对其进行吸附。

且在重金属离子中六价铬的金属最多，其以各种不一样的形式存在于水中，其结构中所含的pH 值也是不同的。

而且，活性炭微孔结构可以很好地对重金属的阴离子进行吸附，从而改性重金属中含有的元素，使其表面吸附的负价铁、其他正价金属会发生交互作用，尤其是六价铬，会对铬产生化学吸附，从而去除水中的微量铬。

改性活性炭可用于电镀废水中铬的处理，吸附水可达到国家排放标准。

3.2 活性炭吸附法应用于吸附水中有机物活性炭对水中有机污染物具有良好的吸附能力。

活性炭的亲水性优于亲油性炭。

因此，活性炭对含油废水的吸附一般是采用其他方法吸附油脂，然后再用活性炭进行二次吸附。

用这种方法吸附后的废水含油量将降低到0.1～0.2mg/L 。

二是吸附含重金属离子的污水。

例如酚类化合物、苯类化合物、石油和石油产品等具有很强的吸附能力，还可以去除生物法pH 和其它化学法难以去除的有机污染物、除草剂、杀虫剂、农药等异味；亚甲基蓝表面活性剂、合成染料、含有胺类、合成洗涤剂及多元化合成的有机物同时也具备吸附能力，可有效去除水中杂质[4]。

活性炭怎么使用方法
活性炭是一种吸附剂，常见于日常生活中用于水处理、空气净化、除臭等方面。

以下是一些常见的活性炭使用方法：
1. 水处理：将一定量的活性炭放入水中，搅拌或静置一段时间后，活性炭会吸附水中的污染物，提高水的质量。

可以用于净化自来水、过滤有机物等。

2. 空气净化：将活性炭放置于通风口旁边，可以吸附空气中的有害气体和异味，提高室内空气质量。

适用于厕所、厨房、鞋柜等有异味的地方。

3. 除臭：将活性炭放置于容易产生异味的地方，如冰箱、垃圾桶、宠物窝等，可以吸附异味，起到除臭作用。

4. 饮水净化：将活性炭包装成过滤剂，可以用于过滤自来水、沸水等，去除其中的杂质和异味，提高水的口感。

5. 负氧离子发生器：活性炭可以吸附空气中的有害气体，同时释放负氧离子，对人体健康有益。

可以使用活性炭制作负氧离子发生器，用于室内空气净化。

请注意，使用活性炭时需根据具体情况选择合适的用量和使用时间，及时更换以保证效果。

水处理的生物活性炭技术探讨引言随着我国工业化的大力推进，工业污水和生活污水等大量污水向环境中的排放使人们的生活面临着严重的威肋，因此，对这些污水的处理成为了亚待进行的任务在众多污水的处理中，生物活性炭技术的应用表现出了巨大的优势，不仅可以达到除污的良好效果，而且可以使活性炭再生利用，节省了原料，实践证明，生物活性炭技术在水处理中的应用具有广阔的发展前景。

一、生物活性炭技术简介1、简介生物活性炭是当前国内外饮用水深度处理的主流工艺之一。

生物活性炭技术是将臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解进行联合使用。

在生物活性炭吸附前增设臭氧预氧化，不仅可以初步氧化水中的有机物及其他还原性物质，以降低生物活性炭滤池的有机负荷；还可以使部分难生物降解有机物转变为易生物降解物质，从而提高生物活性炭滤池进水的可生化性。

生物活性炭还被成功用于处理呈现高藻、高有机物、高氨氮“三高” 特征的太湖水处理中，为类似水厂的深度处理改造提供经验和示范。

生物活性炭深度处理工艺具有诸多的优点，但在应用过程中也会发生活性炭滤池生物泄漏、溴酸盐超标、中间提升泵房运行不稳定等问题，针对上述问题，需要找出防止生物泄漏、溴酸盐超标等设计优化和改进的方法，为臭氧—生物活性炭工艺更加科学合理的运用提供依据。

总之，臭氧化-生物活性炭处理工艺充分发挥了臭氧化和生物活性炭两种水处理技术的优点，并相互促进和补充，是一种高效的除污染技术，能够充分保证饮用水的安全性。

2、优势生物活性炭技术特有的优势主要有：一是能有效的深度处理有机废水。

通常情况下，有机物被微生物的降解具有一个最小的基质浓度，当水中的有机物浓度比这一基质浓度小时，微生物的降解速率不高，基于生物活性炭技术对水中有机物具有良好的吸附作用以及炭表面有机物的富集，从而提升微生物降解速率。

例如在处理城市污水个工业废水等二级水处理时，由于其具有有机物浓度不高、可生化性能差的缺点，应用这一技术能很好的去除有机污染物，最佳能达到回用水水质标淮。

活性炭净水的原理
活性炭净水是一种常见的水处理方法，它利用活性炭对水中的有机物质、余氯、异味等进行吸附和去除，从而达到净化水质的目的。

活性炭净水的原理主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。

首先，活性炭的物理吸附是指通过活性炭的孔隙结构和表面吸附作用，将水中
的有机物质、余氯等物质吸附到活性炭表面，从而去除水中的污染物。

活性炭具有丰富的孔隙结构，包括微孔、介孔和大孔，这些孔隙可以提供大量的吸附位点，使得活性炭具有很强的吸附能力。

当水通过活性炭过滤器时，有机物质和余氯等物质会被吸附到活性炭表面，从而净化水质。

其次，活性炭的化学吸附是指通过活性炭表面的化学反应，将水中的有机物质、异味等物质与活性炭表面发生化学结合，从而去除水中的污染物。

活性炭表面具有丰富的官能团，如羟基、羰基等，这些官能团可以与水中的有机物质进行化学反应，形成化合物，从而去除水中的污染物。

化学吸附在一定程度上可以提高活性炭的吸附效果，特别是对一些难以被物理吸附的有机物质和异味有很好的去除效果。

综上所述，活性炭净水的原理主要包括物理吸附和化学吸附两种方式，通过活
性炭的孔隙结构和表面官能团，可以有效地去除水中的有机物质、余氯、异味等污染物，从而达到净化水质的目的。

活性炭净水方法简单、高效，是一种常见的水处理方法，被广泛应用于家庭和工业用水净化领域。

活性炭吸附技术在水处理方面的应用摘要:现代工业的迅猛发展给环境带来的污染日益严重,尤为严重的是水体污染,已经引起了全世界的普遍关注。

同时,随着人们生活水平的不断提高和环保意识的不断增强,使得人们对引用水水质的要求愈来愈严格。

活性炭是最常用的优良的吸附剂,深刻了解活性炭的特性,正确选择活性炭,充分发挥其在水处理的作用,达到深度处理的效果。

成为近来研究的重点。

关键词:活性炭吸附水处理1 活性炭性质及特点活性炭是一种由煤、沥青、石油焦、果壳等含碳原料制成的外观呈黑色的粉末状或颗粒状的无定形碳。

活性炭内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强。

普通活性炭的比表面积为500～1500m2/g,超级活性炭比表面积则高达3500～5000m2/g。

活性炭所含主要元素是碳,含量为90%～95%。

氧和氢大部分是以化学键的形式与碳原子相结合形成有机官能团,氧含量4%～5%左右,氢含量一般是1%～2%。

活性炭中最常见的官能团有:羧基、酚羟基和醌型羧基,此外还有醚、酯等。

活性炭性质与很多因素有关,比如制备原料,活化剂种类,活化剂用量,活化温度,活化时间,加热方式等。

不同的制备方式所制备的活性炭的物理结构和化学性质有很大的差别,因此对于同一种吸附质来说,其吸附性能也有很大的差异性。

一般认为,磷酸法制备的活性炭具有较多的介孔和较强的离子交换能力,碱法制备的活性炭微孔比较发达。

因此可根据不同吸附质的特点选择所需要的活性炭种类。

另外,根据不同吸附质的特点选用不同性质的活性炭种类是非常重要的。

活性炭吸附作用有包括物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要发生在活性炭丰富的微孔中,比如通过范德华力进行吸附,物理吸附吸附热很小,且是可逆的。

另一方面由于活性炭表面存在不均匀力场,表面上的原子往往还有剩余的成键能力,当吸附质碰撞到活性炭表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,形成吸附化学键的吸附作用发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附,此过程为化学吸附。

简述活性炭吸附技术在水处理中的应用活性炭作为一种比较特殊的碳质材料，以其发达的孔隙结构、巨大的比表面积、良好的稳定性质、很强的吸附能力以及优异的再生能力，被广泛应用于环保等各个领域。

活性炭吸附技术在水处理中的应用：1.活性炭的物理化学特性1.1活性炭（AC）活性炭是常用的一种非极性吸附剂，性能稳定，抗腐蚀，故应用广泛。

它是一种具有吸附性能的炭基物质的总称。

把含碳的有机物质加热炭化，去除全部挥发物，在经药品（如ZnCl2等）或水蒸汽活化，制成多孔性炭素结构吸附剂。

活性炭有粉状和粒状两种，工业上多采用粒状活性炭。

由于原料和制法的不同，其孔径分布不同，一般分为：碳分子筛，孔径在10×10-10m以下；活性焦炭，孔径20×10-10以下；活性炭，孔径在50×10-10m以下。

1.2活性炭纤维（ACF）活性炭纤维是一种新型吸附功能材料，它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料，经炭化和活化制的。

与活性炭相比较特有的微孔结构，更高的外表面和比表面积以及多种官能团，平均细孔直径也更小，通过物理吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处理、水净化领域得到了广泛应用。

纤维状活性炭微孔体积占总孔体积90%左右，其微孔孔径大部分在1nm左右，没有过度孔和大孔。

比表面积一般为600～1200m2/g，甚至可达3000m2/g。

活性炭纤维脱附再生速率快，时间短，且其性能不变，这一点优于活性炭。

与活性炭一样，活性炭纤维吸附时无选择性，主要用于吸附有机污染物，一般用于炼油厂综合废水处理。

2.活性炭的吸附作用与吸附形式2.1活性炭处理指利用活性炭作为吸附剂和催化剂载体的有关过程。

主要应用于生活饮用水深度净化，城市污水处理，工业废水的处理。

2.2吸附作用与吸附形式将溶质聚集在固体表面的作用称为吸附作用。

活性炭表面具有吸附作用。

吸附可以看成是一种表面现象，所以吸附与活性炭的表面特性有密切关系。