生活污水处理中应用活性炭净化技术的分析

李建霞

摘 要：随着社会主义现代化建设的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，生活中的污水排放量也呈现出逐年增长的趋势，生活中的污水如何得到有效处理成为一个新的亟待解决的课题。如果不对生活污水进行及时处理，造成的水质污染所带来的后果是非常严重的。活性炭净化技术的出现，很好地解决了这方面问题。本文主要首先概述了生活污水处理中应用活性炭净化技术的意义，然后阐述了活性炭的运作原理，以及活性炭在生活污水净化中的应用。

关键词：生活污水处理;活性炭;净化技术

活性炭净化技术是一种常见于污水处理中的技术，通过将活性炭这种吸附剂运用到污水的处理中，从而使杂质被吸附在其表面来实现净化污水的目的。活性炭就形态来说一般分为粉状和粒状两种，前者在污水处理中有着较为悠久的历史。活性炭的原材料一般集中在垃圾废料、果壳和木材等，虽然果壳是一种最佳的活性炭原材料，但是由于存在各种因素的束缚，使得这种原材料的活性炭价格较高，不利于活性炭的普及和使用。为了改变这种现状，越来越多的国家开始研究以垃圾废料来制作活性炭的方法，现阶段我国在这方面已经取得了一定的成就。

1 生活污水处理中应用活性炭净化技术的意义

经济的发展，促进了人们物质生活的不断发展。一方面人们可以通过经济的发展感受到生活发生了翻天覆地的变化，另一方面经济的发展也带来了很多负面影响，其中最为典型的就是环境污染。水污染作为环境污染中的一个重要内容，在我国甚至国家社会上都是需要面临和解决的一个头等问题。水污染很多时候都是由日常生活中排放的污水所引起的，为了解决这些污染问题，国内外尝试了很多中解决的方法，比如传统的化学加工处理方法，还要物理处理方法，但是这些方法在实际的污水处理中都没有能够发挥出很好的处理效果[1]。活性炭的出现，打破了这种局面，由于它在污水处理中的操作较为简单方便，污水处理的实际能力也较传统方法高，所以已经被广泛运用于国内外的各种污水处理实例当中。

2 活性炭的运作原理

在实际的污水处理过程中，活性炭吸附杂质是一项较为复杂的过程，涉及到化学杂合力、分子作用力和离子吸引力之间的相互影响和作用，所以在活性炭的制作过程中需要根据不同的污水处理需求来制作不同标准的活性炭[2]。活性炭之所以能够吸附水中的杂质，主要还是因为它本身就具备多孔的特征，所以它在污水处理中能够将一种或者以上的杂质吸附在其表面，从而实现净化污水的目标。水中的微生物、有机物甚至臭味都可以成为活性炭的吸附对象，所以活性炭的应用范围较为广泛。在活性炭吸附杂质的过程中，通常会包含快速扩散和慢速扩散两种形式，溶质分子通过碳分子中大孔进行扩散则属于快速扩散，可以吸附大量的杂质。而溶质分子在通过碳分子中的大孔扩散至连接大孔的细孔中时，细孔的口径较小，阻力增大，所以扩散速度开始变慢，此时便为慢速扩散。由此两种溶质分子的扩散形式可以看出，活性炭的吸附能力不仅与碳分子的表面有着关联，还与连接大孔的细孔的口径存在紧密的联系[3]。大孔就好比汽车行驶中的高速公路，为溶质分子提供路径，所以大孔决定了溶质分子的吸附力。当然，水中的有机物呈现出各种大小分子的状态，而细孔占碳分子表面的比重呈压倒性优势，所以细孔决定着碳分子吸附量的高低。一般来说，溶质分子的吸附主要受分子作用力的影响，而不同的活性炭的孔径大小和结构分布有着很大的不同，所以每种活性炭对于溶质分子的吸附能力也有所不同。鉴于此，在生活污水的实际处理过程中，需要根据不同的污水处理需求来选择不同类型的活性炭，从而提高净化生活污水的能力。活性炭的运作原理图如图1所示。

3 活性炭净化技术在生活污水处理中的应用

3.1 生物活性炭技术在污水处理中的应用

活性炭由于其存在独特的多孔结构，所以具备较高的吸附能力和催化能力，再加上它有着生产方便、耐高温和耐酸碱的特点，在污水处理中不会造成二次污染，使得它成为当前最受欢迎的一种污水吸附剂。污水处理中，活性炭不仅可以吸附水中的苯酚、有机物和油渍，还可以吸附一些难闻的气味，对于水质的净化有着非常明显的效果。就活性炭的吸附方式来说，目前常见的有流动床、移动床、固定床和接触吸附，比如前面提到的粉状形态的活性炭就只能通过接触的方式来吸附污水中的杂质。粉状形态的活性炭在吸附的过程中，涉及到分子作用力和离子吸引力之间的相互影响和作用，过程也相对较为复杂。为了能够将活性炭净化技术水平提升至一个新的台阶，国内外对于活性炭净化技术的研究从未中断过，一种新的活性炭净化技术便出现在了大众的视野范围内，即BAC技术。BAC的中文名是生物活性炭，通过在活性炭上固定微生物，实现活性炭吸附水中有机物，微生物分解有机物的双重目标。这一技术结合了微生物分解有机物的特点，在污水的处理过程中发挥了巨大的作用，所以已经被广泛运用至实际的生活污水处理工程当中。BAC技术通过将活性炭吸附有机物、微生物分解有机物融合为一体，可以给固定在活性炭上面的微生物提供必要的营养供给，而微生物对于有机物的分解又为活性炭的再次利用提供了可能性。目前，这种新型技术已经被我国运用至日常的生活污水处理当中，已经取得了非常显著的成效。

3.2 活性炭联用技术在生活污水处理中的应用

现阶段，生活污水导致的水体污染现象屡见不鲜，各种类型的水体污染层出不穷。如果只靠活性炭的单一吸附功能，已经不能满足于处理生活污水的需求，也不符合时代发展的标准。为了更好地应对和处理各种复杂的水质污染，活性炭联用技术便应运而生。在这些常见的活性炭联用技术当中，最为典型的是活性炭与膜的联用、活性炭与二氧化钛的联用、活性炭与高锰酸钾的联用。

首先，在日常的生活中，雖然水污染已经得到了一定程度解决，但是对于水质污染的预防工作一直是头等大事，尤其是生活中的饮用水，更是被称作“生命之源”。为了居民能够在日常生活中喝上健康的饮用水，需要通过活性炭与膜的联用技术来实现对饮用水的深度净化处理。按膜的孔径的大小来进行划分的话，膜包含超滤膜、纳滤膜和反渗透膜三种类型，可以根据实际的需要来选择不同的膜。这种膜与活性炭的联用技术能够有效避免只用其中一个净化装备的缺陷。其次，二氧化钛是一种非常优秀的光解催化剂，在水质的防污方面有着非常好的效果。通过将其与活性炭进行联用，不仅可以提高活性炭的吸附能力，也可以加速污水处理中光解反应的进度。最后，高锰酸钾是一种去除有机物的重要材料，所以将其与活性炭联用，可以加快污水中有机物的净化速度。

4 结束语

总之，活性炭由于自身具备多孔特点，加上它具备生产方便，使用过程较为简便，所以在生活污水处理中有着非常显著的作用。活性炭净化技术的过程是一项复杂的过程，不同类型的活性炭对于不同的水质处理的能力也有所不同，因此我们需要根据生活污水处理的实际需求来选择符合标准的活性炭。在活性炭净化生活污水的过程中，我们不仅要注重发挥活性炭本身的吸附作用，还需要通过将其与其他净化材料联合使用来实现多重净化目的，从而实现活性炭净化技术的与时俱进。

参考文献：

[1]梁苗苗.浅谈活性炭深度处理水工艺[J].中国化工贸易， 2019，11（16）：63.

[2]崔勇.浅析水处理活性炭吸附性能指标的表征与应用[J].丝路视野，2019（1）：155.

[3]刘媛.活性炭在水处理中的应用[J].化工管理，2020（4）：122.