由于大量污水的排放，我國的許多河川、湖泊等水域都受到了嚴重的污染。水污染防治已成為我國緊迫的環(huán)境問題之一。水污染的處理有多種方法，其中吸附法是采用多孔性的固體吸附劑，利用同一液相界面上的物質(zhì)傳遞，使廢水中的污染物轉(zhuǎn)移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質(zhì)稱為吸附劑。根據(jù)吸附劑表面吸附力的不同，可分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發(fā)生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現(xiàn)。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。本文暫且討論活性炭在廢水處理中的應(yīng)用。

處理DMF廢水的方法有：活性炭吸附-二氯甲烷   法、化學(xué)水解法和生化法。化學(xué)水解法與生化法都只是破壞DMF而沒有回收DMF，處理成本較高，尤其不適用于處理較的DMF廢水。對于DMF(近100g/L)的制革廢水，目前工廠多采用直接精餾處理，分離DMF與水，回收的DMF回用于生產(chǎn)。但該法能耗較高，當廢水中DMF濃度較低(如小于50g/L)時，回收成本將大幅度增加。

高濃廢水的共同特點是成分復(fù)雜多變，色度高，BOD/COD一般均<0.15，可生化性差，治理難度大，屬重污染廢水，文獻中經(jīng)常提及的高濃廢水有：造紙廢液(黑液、中段水及白水)，印染廢水、煤化工工業(yè)廢水(焦化廢水、煤氣洗滌廢水)，含油廢水(采油廢水、金屬加工廢水、煉油廢水)，制藥廢水、食品工業(yè)廢水(味精生產(chǎn)廢水、釀酒工業(yè)廢水、糖精生產(chǎn)廢水等)，以及日化、橡膠、合成纖維工業(yè)廢水等。

1、活性炭在物化分離技術(shù)中的應(yīng)用：

物化分離技術(shù)用于高濃廢水有以下幾種目的：回收有用成分(如從造紙廢液中回收紙漿和酸析木素，從采油廢水中回收石油烴，從味精生產(chǎn)廢水中回收酵母蛋白，從合成纖維生產(chǎn)廢水中回收生產(chǎn)原料等);去除廢水中大部分固體懸浮物，降低后繼生化處理工序負荷;去除廢水中對生化工序微生物的化學(xué)物質(zhì)(如多環(huán)芳烴、酚、氰等);去除水中的物質(zhì)，達標排放或回用于生產(chǎn)。

該技術(shù)方法以分離為目的，著并非污染物的降解。常見的分離方法有：機械過濾(包括機械格柵、篩網(wǎng)、離心機、壓濾機等分離方法，多用于廢水的處理工序，一般設(shè)置于工序前端);絮凝沉淀或絮凝氣浮，中和沉淀(包括酸析和堿析兩種方法);吸附過濾(濾料有陶?；蚨嗫滋瞻?、石英砂、無煙煤、焦炭、合成纖維、核桃殼、粉煤灰、各種類型活性炭等，用于去除膠體狀或溶解性物，多用于和處理工序)及利用各種工業(yè)廢氣的氣/液相吸收分離技術(shù)等?；钚蕴坑糜诟邼鈴U水污染物的物化分離，有以下幾種用法。

1.1、在處理工序用作絮凝/吸附分離劑：

典型的應(yīng)用技術(shù)是PACT工藝：

在石化、印染、焦化工業(yè)廢水中投加適量粉狀活性炭，可去除廢水中不可降解COD、色度和臭味，避免曝氣池發(fā)泡現(xiàn)象;使混凝絮體或生物絮體增長而沉淀;去除廢水中重金屬離子或其絡(luò)合物。

公司使用粉狀活性炭與絮凝劑協(xié)同作用處理高色度印染廢水，分離廢水中活性染料，取得了良好的治理效果。堿性品紅染料生產(chǎn)廢水經(jīng)絮凝、煙道灰吸附，再用粒狀活性炭吸附過濾，出水水質(zhì)可達GB8978-88排放標準，回用于生產(chǎn)。利用處理工藝達處理效果，這是一項很有前途的印染廢水治理技術(shù)，其中活性炭的作用功不可沒。詳細研究了幾種活性炭與混凝技術(shù)協(xié)同作用時對地毯廠印染廢水的處理效果。結(jié)果表明，經(jīng)混凝沉淀、砂濾、粒狀活性炭吸附處理的廢水可回用于生產(chǎn)。另外，失效活性炭用V2O5-Ca(ClO)2催化氧化法   時效果較好。提出一種針對中小型金屬制品廠含油乳化廢水的處理工藝，廢水經(jīng)NaClO氧化、除油、絮凝之后，用適宜的活性炭吸附處理，出水可直排。醫(yī)藥雙氯滅痛生產(chǎn)過程中排出多種高濃廢水，研究提出一種低投資的廢水處理工藝，廢水經(jīng)酸析、爐渣吸附、石灰乳混凝，再用相當于廢水量3%wt的粉狀活性炭于60℃吸附處理1小時，廢水可達二級排放標準。廢炭摻入煤中用作鍋爐熱源。研究了將PACT工藝用于磷農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的技術(shù)可行性，當向生物的處理系統(tǒng)中投加0.2%的粉狀活性炭時處理效果較好。廢炭可用酸堿   ，吸附性能恢復(fù)率為80%。

利用甘蔗糖蜜為原料生產(chǎn)食用酒精時，從粗餾塔排出的廢液含各種難生物降解的色素物質(zhì)。詳細研究了其中色素物質(zhì)的種類和形成機理，并研究了多種脫色材料，后提出，現(xiàn)有的佳脫色材料為粉狀活性炭。當用量為10%(W/V) 時，在PH4～5，60℃條件下吸附30～40min，可使廢水近脫色，同時可去除56%的COD。廢炭用堿或甲醇溶液   時效果較好。

水楊酸生產(chǎn)過程排出的酸性含酚廢水也是一種難處理廢水。采用煤油和N-503萃取劑對該廢水萃取脫酚，再用粒狀活性炭吸附脫除余酚，出水殘酚濃度符合排放要求。丙烯酸丁酯生產(chǎn)廢水含有丙烯酸、酚類、苯磺酸和NaOH等多種可溶性化合物，可生化性，傳統(tǒng)處理工藝無法使出水達標。

在傳統(tǒng)處理工藝中加入活性炭纖維吸附柱，使出水COD達標。吸附飽和的ACF用200～500℃過熱蒸汽   。磷酸三(2，4-二溴苯基)酯是一種阻燃劑和避鼠劑，其生產(chǎn)過程中排出的含酚廢水可經(jīng)加酸析晶回收生產(chǎn)原料2，4-二溴苯酚后，用顆粒活性炭過濾吸附，出水可達排放標準?；钚蕴坎捎?50℃過熱蒸汽   。汽車制造廠在進行車體電泳磷化處理過程中排出大量含有表面活性劑、乳化油、高分子樹脂、醚類、醇類、胺類化合物的生產(chǎn)廢水，其短時COD峰值可達2～3萬，難以生化降解，在常規(guī)處理(絮凝、氣浮、砂濾)后，用粉狀活性炭進行吸附處理，使水質(zhì)毒性降低，出水可進入生化工序進行常規(guī)生物處理。

1.2、活性炭用作二級生化處理工序的微生物載體：

廢水的二級處理即生化降解是使廢水的COD和BOD分解并被微生物吸收、消化的生物化學(xué)反應(yīng)過程。高濃廢水的生化處理因水質(zhì)波動頻繁，水量嚴重不勻等原因，傳統(tǒng)活性污泥法被選用，可抗高負荷水質(zhì)、水量沖擊的各種形式生物反應(yīng)器是近幾年的研究熱點，載體性能是決定該類反應(yīng)器效能的重要因素。可用作生物載體的材料有各種合成塑料制品、合成樹脂材料、廢橡膠顆粒、焦粒、活性炭等。活性炭用作生物載體時，它本身只起到載體和吸附富集污染物的作用，故也將這種用法歸于物化分離范疇。選用固定彈性填料和粉狀活性炭充填厭氧復(fù)合生物膜反應(yīng)器(分別占反應(yīng)器總?cè)莘e的20%和10%)，接種馴化菌種，同時選用某種懸浮填料和柱狀活性炭充填好氧復(fù)合床生物反應(yīng)器(分別占反應(yīng)器總?cè)莘e的30%和10%)，并接種好氧菌群。由這兩種反應(yīng)器構(gòu)成的A/O生化處理流程用于纖維板生產(chǎn)排出的高濃廢水處理時取得了滿意的效果。采用粉狀活性炭和旦質(zhì)膠作載體進行造紙黑液的厭氧處理工藝研究，證明粉狀炭有加速顆粒污泥成熟化的作用。在苧麻紡織印染廢水處理工藝設(shè)計中，選用活性炭、塑料環(huán)、石油焦、硅藻球作三相生物流化床反應(yīng)器的生物膜載體，使單位體積載體活性污泥量達40～50mg/L，污水處理能力是生物轉(zhuǎn)盤的20～60倍，COD去除負荷高達2.5kg/m3載體。

1.3、活性炭在廢水處理工序中的應(yīng)用：

高濃廢水一般經(jīng)物化和二級生化處理即可達標排放，增設(shè)處理的目的多為使出水符合生產(chǎn)回用水質(zhì)要求。廢水的處理回用技術(shù)是未來我國水戰(zhàn)略的。廢水的處理方法有膜過濾、電滲析、離子交換、過濾(砂、陶粒等濾料)、活性炭吸附等，多屬物化法，活性炭在其中有兩種用法，一為普通吸附劑，另一種為O3/生物炭法(活性炭作生物膜載體)。齊魯石化橡膠廠工業(yè)用水嚴重不足，尤作亮等對該廠生產(chǎn)過程排出的大量廢水進行物化、生化處理后，進行二次混凝沉淀、毒菌、砂濾、活性炭吸附、反滲透等一系列處理工藝研究，研究表明，處理后的淡水水于當?shù)氐叵滤?，可作為生產(chǎn)工藝用水。

中藥廠生產(chǎn)廢水亦屬高濃廢水且水質(zhì)復(fù)雜多變，廢水經(jīng)生化處理(水解酸化、曝氣氧化)后有時尚難達標，西安某中藥廠采用粒狀活性炭吸附塔為終級水質(zhì)把關(guān)設(shè)備，以排放達標稠油的蒸汽驅(qū)采會產(chǎn)生大量含油廢水，采油廢水回用是油田節(jié)水的重要措施，回用水水質(zhì)   符合SYJ10027-93鍋爐給水標準。研究提出采用溶氣氣浮處理，好氧曝氣二級處理，再經(jīng)混凝沉淀、砂濾、活性炭吸附處理后，出水水質(zhì)可滿足鍋爐回用水水質(zhì)要求。廣州石化總廠廢水經(jīng)隔油、浮選、氧化溝兩級處理后出水COD和NH4+-N達不到排放標準，龐金釗等，研究用生物膜反應(yīng)器取代氧化溝進行二級生化處理，廢水再經(jīng)活性炭吸附塔處理，出水可達二級排放標準。山東藤華染色有限公司排放的印染廢水經(jīng)好氧曝氣，二沉池出水再經(jīng)纖維過濾和兩級活性炭吸附塔處理后，水質(zhì)符合生產(chǎn)回用技術(shù)要求，對南寧市某糖紙廠(用甘蔗渣為原料造紙)中段廢水采用混凝、生化、O3/生物活性炭處理工藝，出水符合飲用水衛(wèi)生標準。

2、活性炭用于廢水的化學(xué)降解反應(yīng)單元：

為了降低高濃廢水的生化處理負荷，近年來基于電化學(xué)反應(yīng)原理的各種污水生化預(yù)處理反應(yīng)器應(yīng)運而生。該類反應(yīng)器目前有以下幾種：一、氧化絮凝復(fù)合反應(yīng)器(OFR)，有電極板和催化劑，空氣作氧化劑，需耗電能;二、鐵碳微電解反應(yīng)器，空氣作氧化劑，不需外供能源，但要求廢水PH值應(yīng)處于合理范圍;三、粒子群電極電解反應(yīng)器，需耗電能，空氣作氧化劑。

電化學(xué)法(有時稱為電解法)處理高濃廢水的原理，是利用電化學(xué)反應(yīng)的氧化還原、電附集、催化、混凝、吸附過濾等綜合效應(yīng)達到物的降解、絮凝效果。反應(yīng)器中連續(xù)產(chǎn)生的·OH自由基和態(tài)H可使大分子斷鏈，提高廢水的可生化性;另外，由于目前電解反應(yīng)器中一般均填充經(jīng)酸活化后的鐵屑或其它含鐵填料，電化學(xué)反應(yīng)生成的態(tài)Fe2+離子是活潑混凝劑，也使廢水中一部分物絮凝沉淀而分離。鐵碳微電解反應(yīng)器又稱內(nèi)電解反應(yīng)器，由于不耗電能，故研究報道較多。該類反應(yīng)器多由   粒度的機加工廢鐵屑經(jīng)酸煮活化后作主填料，選出用焦炭、石墨、粉煤灰等作床層疏松劑及內(nèi)電解電池的陰極，當鐵屑含碳量較高時，活化后的鐵屑可直接用作內(nèi)電解反應(yīng)器填料。從理論上講，活性炭代替焦炭、石墨等作內(nèi)電解反應(yīng)器的輔助填充劑和陰極材料效果   佳，但迄今尚未見到此方面的報道。

陶龍驤等提出，為了加快廢水中物的電化學(xué)反應(yīng)及氧化反應(yīng)速率，可采用增加電極的過電位及電極表面積、電極材料和改進電極結(jié)構(gòu)等方法。他們選擇鈦作電極基材，在其表面覆蓋一層SnO2和Sb2O3的混合物制成復(fù)合高析氧性電極;選擇適宜的活性炭作粒子群電極，傳質(zhì)過程;另在電解槽的陽極或陰極室填充導(dǎo)電粒子作為平板電極外延部分，使反應(yīng)速率加快。該復(fù)合粒子群電解反應(yīng)器用于高濃廢水處理時可顯著提高COD和色度的脫除率?；钚蕴吭谄渲械淖饔檬鞘刮镌谄浔砻娓患⒈患薪到?，外加電場可使活性炭的吸附過程   易進行(活性炭具   的導(dǎo)電性)，氧化降解速率大為加快。在該反應(yīng)器中活性炭的飽和吸附量并非是   的性能指標。

2.1、活性炭吸附法處理染料廢水：

紡織工業(yè)的發(fā)展帶動了染料生產(chǎn)的發(fā)展。調(diào)查表明，全世界每年生產(chǎn)的染料超過70萬噸，其中的2%直接進入水體以廢水的形式排出，10%在隨后的紡織染色過程中損失。染料廢水成分復(fù)雜，水質(zhì)變化大，色度深，濃度大，處理困難。染料廢水的處理方法很多，主要有氧化、吸附、膜分離、絮凝、生物降解等。這些方法各有優(yōu)缺點，其中吸附法是利用吸附劑對廢水中污染物的吸附作用去除污染物.吸附劑是多孔性物質(zhì)，具有很大的比表面積.活性炭是目前的吸附劑之一，能地去除廢水的色度和COD.活性炭處理染料廢水在   都有研究，但大多數(shù)是和其它工藝耦合，其中活性炭吸附多用于處理或?qū)⒒钚蕴孔鳛檩d體和催化劑，單獨使用活性炭處理較染料廢水的研究很少。

活性炭對染料廢水有良好的脫色效果.酸性品紅廢水的脫色容易，堿性品紅廢水次之，活性黑B 133廢水難.染料廢水的脫色率隨溫度的升高而增加，pH值對染料廢水的脫色效果沒有太大的影響。在佳的吸附工藝條件下，酸性品紅、堿性品紅和活性黑B 133染料廢水的脫色率均超過，出水的色度稀釋倍數(shù)不大于50倍，COD小于50mg/L，達到我國排放標準?？紤]到分離出的活性炭仍具有部分吸附能力，而且活性炭價格貴。因此，可以利用這些活性炭處理染料廢水使其達到較低的中間濃度，然后再用新的活性炭使處于中間濃度的染料廢水達到排放標準，以便減小成本。

含有芳香化合物等有毒難降解污染物的廢水，因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可生化性差，常規(guī)處理方法難以致效，成為當前我國水處理需要解決的技術(shù)難題。氧化技術(shù)和活性炭(AC)吸附則是研究較為廣泛的兩種處理方法。

近年來，電化學(xué)氧化技術(shù)作為一種新發(fā)展的氧化技術(shù)因其處理、操作簡便、環(huán)境友好等優(yōu)點，引起關(guān)注。它通過電極反應(yīng)產(chǎn)生氧化能力的羥基自由基降解污染物。研究表明，當污染物濃度較低時，傳質(zhì)將成為控制因素，導(dǎo)致降解過程僅發(fā)生在陽極表面而很少在溶液主體，并且因降解中間產(chǎn)物的滯留導(dǎo)致陽極毒化。從而降低了處理效果。另一方面，活性炭因其的吸附能力在廢水處理中獲得廣泛的應(yīng)用。但其成本高，且易吸附飽和，若不進行   回收不僅不經(jīng)濟還會對環(huán)境造成污染。常用的   方法如熱   和化學(xué)法   法等。需高溫或高壓條件，費用高。近來，電化學(xué)   法因其了研究者的注意，在常溫常壓下其   效率可達85%。但目前報道的電化學(xué)   方法時間長達5h，主要原因是：

(1)采用石墨等常規(guī)電極，不易產(chǎn)生羥基自由基等活性物種，氧化性欠強，導(dǎo)致   不   。

(2)   裝置很少考慮傳質(zhì)，導(dǎo)致   時間長。

基于上述研究背景，提出拉將活性炭吸附和電化學(xué)氧化集于一體的新型“相轉(zhuǎn)移”廢水處理方法。   先將污染物通過活性炭流化床吸附。然后通過床內(nèi)   的電化學(xué)裝置實現(xiàn)活性炭現(xiàn)場   ，從而使得轉(zhuǎn)移到活性炭上的污染物降解，而活性炭   后能該體系的反復(fù)運行。目前，活性炭的   存在   的局限性，限制了活性炭的應(yīng)用，如果   問題解決，活性炭在處理廢水中的應(yīng)用會   加廣泛。

2.2、粉煤灰活性炭處理含鉻電鍍廢水：

據(jù)統(tǒng)計，我國每年排出的電鍍廢水約為40×108m3，其中不僅含有氰化物等劇毒成分，而且含有鉻、鋅、銅、鎳等金屬離子。鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料，在廢水中六價鉻隨pH值的不同分別以CrO2-4，HCrO-4， Cr2O2-7等形式存在。研究發(fā)現(xiàn)，六價鉻有致癌的危害，其毒性比三價鉻強很多倍。含鉻電鍍廢水的處理方法很多，主要有化學(xué)沉淀法、活性炭法、電解法和膜處理法等活性炭法中以粉煤灰活性炭為吸附劑、還原劑對含Cr(Ⅵ)的電鍍廢水進行了處理。

pH值對吸附量和去除率有較大影響， pH值為3左右時吸附量達到較大， Cr(Ⅵ)去除效果較好， pH值過高或過低時，粉煤灰活性炭對Cr (Ⅵ)的吸附能力較低。

吸附時間對吸附量和去除率有   的影響，隨著時間延長，吸附量和去除率均增大，當時間為1.5h時，吸附基本   ，時間進一步延長，吸附量和去除率雖然增加但不明顯。被活性炭吸附的Cr(Ⅵ)，經(jīng)化學(xué)還原生成Cr3+，在酸性條件下Cr3+與活性炭脫附，因而可以使活性炭   ，其   的方法是用5%的H2SO4溶液浸泡活性炭，使Cr3+   解吸，然后用水沖洗、干燥。   后的活性炭對Cr (Ⅵ)的去除效果略有下降。Cr3+溶液用堿中和生成Cr(OH)3，Cr(OH)3可回收利用，防止二次污染。

3、回顧與展望：

高濃廢水因污染成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化頻繁等特點，是難治理的工業(yè)廢水，很難找到具有普遍適用性的治理工藝方法。各種活性炭吸附劑因其的應(yīng)用性能，在該類廢水治理中較廣泛的應(yīng)用。

在廢水的物化處理工序，活性炭主要用于一些難生化降解或?qū)ξ⑸镉卸竞Φ奈廴疚锏奈交騾f(xié)助絮凝等物化分離過程。

在二級生化降解處理工序，活性炭多用作各種新型高負荷生化反應(yīng)器的生物膜載體填料，以富集物，提高生化降解反應(yīng)的速率和終轉(zhuǎn)化率。究其根本，仍是利用活性炭的物化分離特性。

在廢水的處理工序，活性炭多用來吸附水中的殘留物，使出水水質(zhì)達到生產(chǎn)回用指標要求。

基于電化學(xué)反應(yīng)原理的各種電解反應(yīng)器是于一些高濃廢水治理的生化預(yù)處理裝置，活性炭因其高固定碳含量，   的導(dǎo)電率及巨大的比表面積和吸附能力，在此類反應(yīng)器中應(yīng)用潛力很大，需加強研究。

活性炭吸附塔