第 6 期

指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的，

吸附

速度是指单位时间内单位重量的吸附剂所吸附的
量。

在水处理中，吸附速度决定了吸附剂与污水的

接触时间。

活性炭发生的主要是物理吸附, 大多数是单层

分子吸附,其吸附量与被吸附物的浓度服从

朗格缪

尔单分子层吸附等温方程：

α=kθ=

kbp

1 + bp

式中

（

覆盖度

）——

一定温度下，吸附分子在固

体表面上所占面积占表面

总面积的分数；

P——

吸附质在气相的分压；

——

吸附与脱附的速度之比；

a——

气

体在固体表面上的吸附量。

活性炭在工业废水处理中的应用

目前,活性炭主要作为固体吸附剂,应用在化

工、医药、环境等方面, 用于吸附沸点及临界温度较
高的物质,分子量较大的有机物。

2.1

活性炭处理含油污水

工业含油污水产量大，涉及范围广。例如石油

开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮
船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均
会产生含油污水。油污染作为一种常见的污染，对
环境保护和生态平衡危害极大。当今油水分离技
术较多,常用方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒
化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,并且新的除
油技术还在不断的研发中。

吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油

及其它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,
可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活
性炭对油的吸附容量有限(一般为 30～80 mg/ g) ，
成本高,再生困难，通常只用作含油废水多级处理的
最后一级处理，出水含油质量浓度可降至 0. 1～
0. 2 mg/ L 。

由于活性炭对水的预处理要求高，而且活性炭

的价格昂贵，因此在废水处理中，活性炭主要用来
去除废水中的微量污染物，以达到深度净化的目
的。炼油厂含油废水，先经隔油、气浮和生物处理，
再经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量
从 0.1 mg/L（经生物处理后）降至 0.005 mg/L，含氰量
从 0.19 mg/L 降至 0.048 mg/L，COD 从 85 mg/L 降至
18 mg/L。

2.2 活性炭处理染料废水

纺织工业的发展带动了染料生产的发展。调

查表明,全世界每年染料产量超过 70 万 t，生产中有
2%的染料直接进入水体以废水的形式排出,10%在
随后的纺织染色过程中损失。染料废水成分复杂、
水质变化大、色度深、浓度大，处理困难。处理方法
主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这
些方法各有优缺点，其中活性炭能有效地去除废水
的色度和 COD。活性炭处理染料废水在国内外都
有研究，但

大多数是和其它工艺耦合，

活性炭吸附

多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂，单
独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。

活性炭对染料废水有良好的脱色效果。染料

废水的脱色率随温度的升高而增加，而 pH 值对染
料废水的脱色效果没有太大的影响。在

最佳吸附

工艺条件下,酸性品红、碱性品红和活性黑 B 133 染
料废水的脱色率均＞97%，出水的

色度稀释倍数≤

50 倍，COD＜50 mg/L，达到国家一级排放标准。
2.3 活性炭处理含铬、

汞废水

2.3.1

活性炭处理含汞废水

重金属污染物中以汞的毒性最大，当汞进入人

体内，就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重
新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但
吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。如
果含汞的浓度较高，可以先用化学沉淀法处理，处
理后含汞约 1 mg/L，高时可达 2~3 mg/L，然后再用活
性炭做进一步的处理。
2.3.2

活性炭处理含铬废水

随着电镀业的迅猛发展，会产生大量含铬废

水。实验证明,6 价铬的毒性比 3 价铬高 100 倍，会在
人、鱼和植物体内蓄积。6 价铬对人体皮肤、呼吸系
统以及内脏都有伤害，能致呼吸道癌，主要是支气
管癌。

活性炭表面存在大量的含氧基团如羟基（—OH）、

羧基（—COOH）等，它们都有静电吸附功能，对 Cr

（Ⅵ）产生化学吸附作用，能有效地吸附废水中的 Cr
（Ⅵ），吸附后的废水可达到国家排放标准。实验表

明，溶液中 Cr（Ⅵ）质量浓度为 50 mg/L、pH=3、吸附
时间为 1.5 h 时，活性炭的吸附性能和 Cr（Ⅵ）的去除
率均达到最佳效果。

利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对

溶液中 Cr（Ⅵ）的物理吸附、化学吸附、化学还原等
综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能
稳定，处理效率高，操作费用低，有一定的社会效益

张跃东：

活性炭吸附法在工业废水处理中的应用

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