活性炭在水处理中的应用方法
摘要：在社会经济快速发展的情况下，生态环境破坏也越来越严重，尤其是水污染问题逐渐受到人们广泛的关注。在对污水的处理过程中，通过实践研究，使用活性炭物质进行水处理，可以有效的提高水资源的利用效率，减少污染。在活性炭应用中，具有较多的处理方法，包括吸附法、电解法以及联用法等，可以显著提高水处理效果。本文就活性炭在水处理中的作用进行分析，对其应用方法进行探索，以便提高水资源的利用效率。
目前，我国水污染比较严重，尤其是饮用水水源污染逐渐影响到人们的生活质量，水中含有的污染物质种类与数量都在逐渐增加，污染成分日益复杂多样，如果只采用简单的、常规的水处理方法无法满足其要求，需要对污染水进行深层次的处理。因此，活性炭在水处理中的作用与重要性越来越突显出来，并广泛受到关注，其具有发达的细孔结构以及特异性表面特征，其吸附性较强，同时，具备较强的氧化还原性能以及电性能。另外，活性炭与其他材料相结合应用，可以将其作为催化剂以及生物载体，在水处理中具有较强的作用。通过对活性炭在水处理的应用方法、实际情况以及发展趋势等进行分析，可以有效的促进环保行业的良性发展。
1.活性炭在水处理中的作用
活性炭是一种人造材料，是由碳元素组成的，通过高温炭化以及活化制作出来的疏水性吸附剂，具有大量的微孔，巨大的表面积，对臭味、色素具有较强的去除作用。同时，可以有效的去除二级出水中大量的污染物以及部分无机物质，对有毒性重金属也具有一定的去除功能。
在净化给水方面，对合成的洗涤剂具有较强的吸附功能，通过采用活性炭可以有效的去除水中大部分有机物以及难以分解的氨基甲酸酯类杀虫剂。另外，由于活性炭具有去除水中游离氯、锡、汞、铬等重金属，并且不会产生二次污染，因此，通常被广泛应用于家庭用水、饮用水的净化处理中。
同时，在废水处理过程中，活性炭是其中重要的一道工序。在石油化工与印染类型的污水处理中，活性炭可以用于二级处理组合系统。在制药废水中，由于药物品种多样，废水成分比较复杂，其废水处理方法也不尽相同，一般情况下需要将集中处理方法联合起来，而活性炭在联合应用中处于重要角色。
2.活性炭在水处理中的应用方法
2.1活性炭吸附法的应用
在利用活性炭吸附法处理废水的时候，主要是通过多孔固体表面的特点来完成的，主要吸附去除污水或废水中的有机物质与有毒物质，从而使得废水净化。在活性炭中，对500-1000范围内分子量中的有机物具有较强的吸附作用，同时，对有机物吸附的时候，受到孔径分布与有机物特点的影响。相同大小的有机物，溶解度越大，亲水性就越强，而活性炭对其吸附性越差。相反，溶解度越小，亲水性较差，针对极性弱的有机物，如：酚类化合物、苯类化合物等，具有较好的吸附效果。
在水处理中，活性炭吸附方法主要包括固定床吸附、接触吸附、移动床吸附以及流动床吸附几种类型。针对颗粒状活性炭可以使用固定床吸附方式，粉末状活性炭应采用流动床吸附法。但是在实际应用过程中，还需要根据实际采用吸附方式或者采取多种方式联合使用，以便达到较佳吸附效果。
通常在饮用水净化处理、含酚废水处理、染料废水处理、含氰废水处理、炼油废水处理、多氯联苯废水处理等废水处理中会采用活性炭吸附法处理。
2.2活性炭电解法的应用
在废水处理中，通过利用活性炭的导电性，可以将其作为电极，通过其吸附功能进行优先处理，之后通过其电解性能进行氧化降解处理，以便去除污染物质，在处理的过程中，主要是自由基反应与絮凝反应相互结合形成的过程。
活性炭多维电极法与单纯活性炭吸附方法比较，能够明显的提高极性有机物的去除率，尤其是针对水中腐殖酸与高锰酸钾指数的去除效果较好。
同时，活性炭的固定床电解槽技术也普遍运用在废水处理过程中，在电解槽内设置导电性能较好的活性炭，并将其作为阳极，利用活性炭巨大表面积与腔吸附能力对污染物进行有效的去除，之后通过阳极氧化性产物氧化，可以氧化成为无害物质。其中活性炭较强的吸附能力，可以显著提高氧化产物的利用效果，并且能够在相同的条件下节约电耗30-40%左右。
2.3活性炭与膜联用
在废水的处理过程中，将活性炭与膜联用，可以有效的处理单纯使用膜过滤剩余下来的膜阻塞与膜污染问题，通过使用活性炭对废水进行必要的预处理之后，可以有效的减少废水中的无机物与有机物以及微生物等物质，减少在膜表面的沉积，以便延长膜的使用期限。同时，在活性炭应用的情况下，联合膜处理废水可以有效地弥补单纯使用活性炭的缺点，能够更好的解决活性炭处理水的过程中存在细菌数量偏高的问题。
相关研究人员研究表明，在使用活性炭吸附联合超滤膜使用的时候，能够有效的去除废水中的高锰酸钾指数、大肠杆菌、浊度、消毒副产物等。通过活性炭联合纳滤膜技术，可以有效的去除饮用水中的有机碳等致突变物，确保饮用水的生物稳定性与安全性。
2.4活性炭与TiO2联合应用
TiO2主要是光催化剂，对脱臭、超亲水性以及防污处理方面具有较好的作用。在单纯使用活性炭处理废水的时候，由于活性炭会加速污染物质向TiO2表面转移以及降解产物从其表面脱离，因此，需要将活性炭与TiO2联合应用，以便有效提高TiO2的光降解能力，加速光降解反应，以便确保其具有较强的催化活性与吸附作用。通过将TiO2与线型酚醛树脂混合磨碎，通过炭化与活化处理后，可以制成TiO2-酚醛活性炭光催化复合材料，针对含酚废水的处理具有较强的光分解与吸附作用。
2.5活性炭与高锰酸钾联合应用
在为污染水源处理中会采用到活性炭联合高锰酸钾工艺，可以有效降解有机物，去除臭味、色素。同时，可以显著降低浊度，节约矾耗。相关研究表明，高锰酸钾复合药剂预氧化与混合池中加入粉末状活性炭，可以对低温微污染物进行有效处理，尤其是针对水中大肠杆菌、细菌、总铁、总锰等具有较好的去除效果。
3.总结
活性炭具有较强的吸附作用，在各种类型的废水处理中均发挥出重要的作用。近年来，随着对活性炭用途的不断研发与探究，不仅在传统的发酵、制糖、轻工业、医药、食品、冶金等领域中得到较好的应用，并且在新兴的环保、净化水、电子信息、空气分离、生物工程、纳米材料等高科技领域中的应用也在不断扩大，其发展前景叫广阔。尤其是在今后的环保行业中期作用将会越来越突出，通过对其水处理中的应用方法进行不断的探索，不断研发出新的联合用法，可以有效促进环保行业的快速发展，更好的解决水污染问题。