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活性炭及其在凈水技術中的廣泛應用

 

活性炭具有較強的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機溶劑等優點，是一種環境友好型吸附劑。活性炭作為一種優良的吸附劑在給水處理領域得到廣泛的應用，是去除水中有機物、嗅是合成有機物的有效手段。活性炭具有很大的吸附性能主要是由其特殊的表面結構特性和表面化學特性所決定，同時活性炭的電化學性質對吸附性能也有很大影響。

隨著城市生活飲用水水源受污染程度日益加劇，為提升飲用水水質，需要改造水廠常規水處理工藝，臭氧-活性炭深度水處理技術的應用將日益普及，活性炭的選型將直接影響深度水處理的效果和投資建設資金。
活性炭廣泛用于工業三廢治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫藥、黃金提取、半導體應用、電池和電能貯存等。調整活性炭的孔隙結構，對表面基團進行改性，對提高其特殊性能和特定吸附催化作用具有較為重要的作用。
大部分含碳物質都可制備活性炭，如木材、鋸末、煤類、泥炭類、果殼、果核、蔗渣及稻殼、石油廢料、廢舊塑料、廢舊皮革、廢輪胎、造紙廢料、城市垃圾等廢棄物。目前普遍認為果殼是制備活性炭的原料，但我國果殼資源有限，且不易集中、貯存，價格昂貴。近年來，國內外對各種價格較低、來源廣泛的廢棄物相繼進行了制備活性炭的試驗[1]。目前由廢棄物制得的活性炭性能并不高，實際應用還較少，但因其價格低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且綠色而日益受到青睞。有效地利用廢棄物生產活性炭，不僅可節約資源且有利于保護生態環境。
在環保產業當中，活性炭用量較大的是城市水源凈化工程和污水處理工程，約占環保產業活性炭總用量的70％以上；其次是空氣凈化，活性炭用量也在逐年上升。然而，活性炭生產過程卻存在著一定程度的環境污染。在國家環保政策越來越嚴的情況下，解決好活性炭生產企業的環保問題，是活性炭行業可持續發展的重大課題。
活性炭作為優良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處理、凈化或儲存氣體等方面有著廣泛的應用。研究表明，活性炭主要對相對分子質量小于3000，尤其是500-1000的有機物吸附作用較強。影響活性炭性能的主要因素有比表面積大小、孔容和孔徑分布。一般比表面積、孔容越大，其吸附能力越強。