[科普中国]-废水活性炭处理法-

废水活性炭处理法(wastewater treatment by activated carbon process)是废水吸附处理法之一种。系利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除废水中多种污染物的方法。

简介活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温和缺氧条件下活化制成。它有非常多的微孔和巨大的比表面积，通常1克活性炭的表面积达500～1500米，因而具有很强的物理吸附能力，能有效地吸附废水中的有机污染物。此外，在活化过程中活性炭表面的非结晶部位上形成一些含氧官能团，如羧基（―COOH）、羟基(―OH)、羰基[88-01]。这些基团使活性炭具有化学吸附和催化氧化、还原的性能，能有效地去除废水中一些金属离子1。

处理方式有粉末炭和粒状炭之分，前者用于废水处理，通常采用混悬接触吸附的方式；后者用于废水处理，则采用过滤——吸附的方式。处理系统有两种：一是用活性炭直接处理二级处理出水；二是二级处理出水经化学澄清、去除营养物、过滤以后用粒状炭吸附。

优点活性炭用于废水高级处理的主要优点：处理程度高，出水水质比较稳定，可达饮用水标准。但投资和处理费用昂贵。

应用历史活性炭应用于给水净化已有约60年的历史，但用于废水处理是在60年代才开始的。由于工业的迅速发展,废水中有越来越多的剧毒和难以生物降解的污染物，活性炭因能有效地去除这些污染物而受到重视。美国1965年建成了世界上第一座具有生产规模的活性炭废水高级处理装置，1972年研究成功曝气池投加粉末活性炭的处理法。中国从70年代初开始研究活性炭处理废水的技术，于1976年建成第一座处理炼油废水的活性炭高级处理装置1。

处理方法应用粒状活性炭床，必须对废水进行预处理，去除油脂，减少悬浮固体,使悬浮物含量少于50毫克/升,以免堵塞炭层、增加水头损失，并避免频繁地进行反冲洗。

粉末活性炭处理法又称生物-物理处理法、投料曝气法和加粉末炭曝气法。它是在的基础上将粉末活性炭投入曝气池，这样既充分利用了废水处理设备，又提高了处理效果。

用这种方法去除污染物，一般认为是吸附和微生物氧化分解的协同作用。活性炭的大量微孔吸附了有机物和废水中的氧气，为微生物群的生长繁殖提供了高浓度的营养源，而微生物代谢过程中产生的酶和辅酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中，加之炭上微生物和有机物接触时间较长，使难以降解的有机物也有可能经生物氧化而分解。粉末活性炭处理法一般包括三个步骤：①剧烈混和，使炭迅速分散到污水中；②接触吸附和氧化，使炭悬浮在污水中进行混悬吸附和氧化；③液-固分离，将炭从污水中分离出来，然后进行再生。

此法优点是：①处理效果好而且比较稳定；②提高了微生物对有机毒物和重金属的抗性；③产生有凝聚力的炭体和微生物,形成坚实和稠密的污泥,改善了活性污泥法的操作条件；④活性炭能吸附表面活性物质，解决了曝气池中的起泡沫问题；⑤能用于处理成分复杂、浓度和水量多变的废水；⑥粉末炭成本低。但因粉末炭再生困难，尚未应用于实际。1972年用流化床再生炉再生粉末活性炭试验成功，为粉末活性炭的应用提供了条件。

粉末活性炭用于废水处理的最新技术是单级接触系统，即混和、接触反应、重力沉淀在同一个设备中完成，炭在设备中的停留时间为2～5天。这样便于微生物活动，提高了处理效果。

在污泥消化池中投加一定量的粉末活性炭，能加速污泥沉淀，净化返回到水处理系统的上清液，提高水处理系统的效率。此外，还可促进污泥固体的分解，消除恶臭，提高设备的生产能力。

工业废水分类按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类，分为：含无机污染物为主的无机废水、含有机污染物为主的有机废水、兼含有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水是无机废水，食品或石油加工过程的废水是有机废水。

按工业企业的产品和加工对象可分为造纸废水、纺织废水、制革废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等。

按废水中所含污染物的主要成分可分为酸性废水、碱性废水、含酚废水、含铬废水、含有机磷废水和放射性废水等。

优点活性炭用于废水高级处理的主要优点在于处理程度高，出水水质比较稳定,处理后水中的BOD、CODSS（悬浮物）通常分别低于每升10、15、5毫克，如辅以其他处理措施，可以达到饮用水标准，但投资和处理费用高昂。

活性炭对某些重金属化合物也有较强的吸附能力，如汞、镍、铬、铅、铁、锌、钴等，因此，活性炭用于电镀废水、冶炼废水处理上也有很好的效果。

1、活性炭对某些重金属化合物也有较强的吸附能力，如汞、铅、铁、镍、铬、锌、钴等，因此，活性炭用于电镀废水、冶炼废水处理上也有很好的效果。

2、活性炭对水质、水温及水量的变化有较强的适应能力。对同一种有机污染物的污水，活性炭在高浓度或低浓度时都有较好的去除效果。

3、饱和炭可经再生后重复使用，不产生二次污染。

4、可回收有用物质，如处理高浓度含酚废水，用碱再生后可回收酚钠盐。

5、而且对用生物法和期货化学法难以去除的有机污染物，如色度、异臭、亚甲蓝表面活性物质、除草剂、杀虫剂、农药、合成洗涤剂、合成染料、胺类化合物，及许多人工合成的有机化合物等都有较好的去除效果1。

本词条内容贡献者为:

黄头生 - 副教授 - 华北电力大学