浅谈用活性炭吸附法去除水中硒

陈 静（临沂市环境监测站，山东 临沂 276000）



浅谈用活性炭吸附法去除水中硒

陈 静
（临沂市环境监测站，山东 临沂 276000）

摘 要：随着生态环境的不断恶化，自然环境的不断破坏，水资源也受到金属元素和有毒物质的污染，导致人类饮水健康安全隐患，其中，硒元素就是其中一种物质。本文作者通过对水体中硒元素危害进行分析，提出活性炭吸附法概念及提高活性炭吸附法除硒的措施。

关键词：活性炭；吸附；硒

1　硒在水体中过量存在的危害及净化

硒是人体中必不可少的微量元素之一，对人体的生长具有重要作用。硒也是一种非金属元素，人体内摄入过量的硒会导致致癌性，严重危机人类身体健康。水中硒元素过量是导致人体摄入硒过量的主要原因，地下水中硒超标现象非常常见，因此做好水中硒的净化工作非常必要和重要。地下水中，硒主要以无机硒酸根离子和亚硒酸根离子两种形式存在。一般情况下，正常的地下水中不会存在过量的硒，如果受到工业废水污染或受硒污染的原水中存在过量的亚硒酸根离子。也有特殊的情况，就是地层原因使水体中含过量的硒。无论是硒的酸根离子还是硒化合物都是有毒物质，而且亚硒酸盐要比硒酸盐的毒性作用更强。我国有关部门规定，饮用水中的含硒量不得超过10ug/L，这样的限量要求在常规的水净化处理中很难达到标准，而使用化学方法进行水处理，会导致化学试剂大量使用造成水体的二次污染，增加成本的同时不容易控制和操作，因此选择一种成本低、操作简单、不容易造成污染的物理方法非常重要。经过多次研究和分析，活性炭吸附法具有较好的效果，活性炭吸附法具有成本小、净化效率高、短时间内可吸附大量多种杂质等特点，而且物理吸附法操作方便，设备简单，不会造成水体重复污染。最重要的是活性炭可以进行回收再利用，其选择性好，吸附量大，性能稳定，绿色环保，在工业生产中能够广泛应用。

2　活性炭吸附法除硒的原理

活性炭吸附处理水体是一种物体方法，活性炭可以重复利用，效果好、绿色环保，在工业生产和日常生活中都被广泛应用。活性炭之间存在空隙，这些空起到主要吸附作用，空隙的形成是炭在活化过程中，无组织的碳素和炭成分被消耗完全消耗后在微晶间留下的空间。自然状态下的活性炭空隙面积较大，空隙面积越大，其活化吸附能力越强。一般状态下的活性炭空间空隙面积都超过100m2。活性炭的活化工艺很重要，活化方法得当能够增加空隙的形成，使空隙壁的总面积增加，提高活性炭的吸附容量。活性炭作为一种物理吸附剂，被吸附的杂质不仅是单一的附着在吸附剂的外表固定不动，而是能够小幅度的自由运动，这样可以增加吸附剂的吸附效率。活性炭的吸附是分子力作用产生的，产生的吸附热较小，不需要额外的活化能进行能量供应，在低温下也可以进行，这样就是活性炭的应用不受条件限制，在工业生产过程中直接向净化池中注入水体和活性炭即可，操作简单方便，最大程度的减少成本。

3　活性炭吸附法除硒的流程

工业生产和生活应用中使用活性炭吸附法对水体除硒的主要流程分为三步，分别是活性炭双过滤池处理、高纯度活性炭吸附处理、滤沙活性炭吸附处理。首先，通过活性炭双过滤池进行地下水的初步处理，是整个水净化处理的第一个环节，主要出去水体中的大颗粒杂质，一般是肉眼可见的大型杂物、悬浮物等，对硒盐的吸附程度较低。其次，初步处理过后就是高纯度活性炭吸附处理。使用纯度较高的活性炭，吸附能力较强，对水体中的色素、微生物及氧化分解产生的酚、苯、石油、杀虫剂等进行有效吸附，能够出去水中1/4的硒。最后，活性炭吸附的最后一个环节就是滤沙活性炭吸附，除去水中肉眼不能看见的杂质及各种有害元素。最终环节的吸附主要是除去重金属离子及其盐物质，这一环节能够有效除去3/4左右的硒，加上前两步吸附处理，能够除去地下水中99%左右的硒，能够有效的达到国家饮用水标准。

4　提高活性炭除硒法的有效措施

活性炭吸附法除水中的硒是一种效率高、效果好、成本小、收益大的方法，其吸附能力较强，吸附容量大，但是活性炭的吸附能力也受到一定条件限制，影响水体的净化，因此提高活性炭除硒的效率措施的提出对工业水体净化非常重要，下面对其进行简单分析。

4.1适当调节活性炭投入量

活性炭的投入量与水体除硒的效果存在较大关系，一般情况下，活性炭加入量越多，吸附效果越好。但是，考虑到工业上大量水体净化的成本控制问题，大量的投入活性炭显然是不可取的，那么适当增加活性炭的投入量，既能有效的控制成本，又能提供活性炭除硒的效率，提高水体净化除硒的经济效益，是一种一举两得的办法。工业实际生产中，活性炭的投入使用量决定于需要净化的水量和水体中存在的杂质及其比例。通常状况下，水体中硒的浓度不超过40ug/L，活性炭投入量为20g/L时，水体中硒酸根离子的去除率可达到97.8%，水中硒的残留量约为3.45ug/ L，继续增加活性炭投入量其硒除去量不会大幅度增加。当活性炭投入量缩小为其1/5时，水体中硒的除去率为81.23%，水中残留的硒浓度约6.82ug/L，相对于国家规定的饮用水标准10ug/L，工业生产中已经符合标准了，因此，在实际生产中，可以根据水体中杂质量及硒的浓度多少进行活性炭投入量调整。

4.2调节水pH值

活性炭吸附效率与水的pH值具有直接关系，控制好水体酸碱度能够有效的提高净化效率，减少成本。通过实验研究表面，当水体中的硒浓度达40ug/L时，净化水pH为1.5时，净化效率为64.23%。升高水体pH到3.5时，净化率为72.12%。当净化水pH值达6以上时，可提高水体净化率达94%以上，达到最佳净化效果。所以，在工业实际生产应用中严格控制pH值，必要时添加酸碱调节剂能够有效的提高净化效率。

结语

综上所述，地下水中硒元素过量对人体产生较大危害，开发应用成本投入小、净化效率高的水体除硒手段非常必要。活性炭吸附法就是一种高效、环保、成本低、效果好的吸附方法，在工业生产中广泛应用。

参考文献

[1]张小满，曹达文，高廷耀.常规水处理工艺应用粉末活性炭技术的最佳投点选择研究[J].给水排水，2014.

[2]石太宏，方建章，王松平.活性炭吸附Zn（B）的热力学与机理研究[J].水处理技术，2014.

中图分类号：X703

文献标识码：A