活性炭在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究

1、 官方網(wǎng)址： 活性炭在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究活性炭的應(yīng)用比較廣泛， 最早在食品加工、 藥品制作、 化工原料生產(chǎn)等領(lǐng)域被廣泛使用， 隨國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步， 活性炭應(yīng)用的范圍越來越廣泛， 現(xiàn)在在水處理及空氣污染等方面的應(yīng)用也越來越多。活性炭是一種黑色的多孔固體材料， 由碳為主的成分和其他灰分組成， 構(gòu)造中孔隙比較多， 有極強(qiáng)的吸附功能， 屬于一種優(yōu)質(zhì)吸附劑。活性炭在水或溶劑中均不會(huì)發(fā)生溶合現(xiàn)象， 具有較強(qiáng)的抗酸、 抗熱、 抗堿和穩(wěn)定性， 因此， 被廣泛應(yīng)用于水處理或空氣污染等環(huán)境保護(hù)中， 并呈現(xiàn)出顯著的應(yīng)用效果。1、活性炭作用機(jī)理活性炭具有極強(qiáng)吸附功能的原因就是由于其屬于一種固體材料， 其結(jié)構(gòu)表

2、面有一種不飽和原子力場， 可以降低其他分子的能量， 將其吸附在活性炭結(jié)構(gòu)上， 并促使吸附到的分子聚集。 同時(shí)在活性炭生產(chǎn)時(shí)， 已經(jīng)除掉了具有揮發(fā)性的有機(jī)物， 所以其結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)很多小孔隙， 孔隙的形成就是晶格組成時(shí)形成的， 而這些小孔隙占據(jù)整個(gè)結(jié)構(gòu)的 70%80%，孔隙的分布及形態(tài)各異， 因而促使孔隙壁不斷增加，而 1g活性炭的孔隙壁面積要比整體活性炭表面積多出 500m 2 1700m 2 ，因此促成活性炭吸附能力的強(qiáng)大?；钚蕴课侥芰O強(qiáng)的原因除了與孔隙多及表面積大有關(guān)外， 還受結(jié)構(gòu)表面的化學(xué)性質(zhì)影響。活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)屬于非極性， 其產(chǎn)生電荷作用要根據(jù)其凈化條件的不同， 自身結(jié)構(gòu)會(huì)隨之產(chǎn)

3、生不同的電極而放出正電荷， 活性炭在放出電荷后， 凈化環(huán)境中的分子會(huì)爭先恐后向前聚集，從而更加強(qiáng)了其吸附作用。在孔隙壁與表面化學(xué)結(jié)構(gòu)均能產(chǎn)生吸附作用中， 孔隙壁的吸附力更強(qiáng)。2、在環(huán)境保護(hù)中活性炭對水處理應(yīng)用環(huán)境保護(hù)中對水的保護(hù)和處理是非常關(guān)鍵的，在很多發(fā)達(dá)國家利用活性炭處理水的概率達(dá) 40%，但我國利用活性炭處理水的概率非常低， 因?yàn)槔没钚蕴窟M(jìn)行水處理， 其成本很高， 所以在我國工業(yè)用水或城市用水等方面， 其應(yīng)用率會(huì)比較低。 但活性炭對水的處理效率非常好， 因?yàn)樗哂休^強(qiáng)的吸附功能， 同時(shí)在吸附飽和后， 可經(jīng)過再次處理后繼續(xù)使用， 同時(shí)不會(huì)影響吸附效率， 因此是一種較為有效的水處理方法。

4、下面通過對活性炭在人們生活用水、 工業(yè)用水、 生活污水及工業(yè)廢水上的應(yīng)用， 觀察其應(yīng)用效率。2.1 活性炭對人們生活用水及上水源水的處理在水的應(yīng)用中， 人們生活用水的質(zhì)量要求非常高， 對其中含有的 pH、 毒性、 生物耗氧量、 臭味和大腸桿菌等的控制都有非常嚴(yán)格的規(guī)定。而將活性炭用于生活用水的凈化中， 具有較高的應(yīng)用效果。它可以有效的將水中的臭味、 及各種雜質(zhì)利用吸附性進(jìn)行去除， 同時(shí)不會(huì)二次生成鎂或鈣等重金屬物質(zhì)或氯化氫等化合物， 與漂白粉或氯等的凈化相比較， 有較高的使用效率， 無二次毒害。而且隨著人們生活水平的不斷提高， 對自身健康及生活質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求也逐步提高， 傳統(tǒng)的凈化水的應(yīng)用已經(jīng)

5、不能滿足人們的要求， 因此我們國家也在逐步加強(qiáng)活性炭凈化生活用水的利用率， 但實(shí)際的應(yīng)用中活性炭的成本很高， 會(huì)阻礙相關(guān)部門實(shí)施的效率， 因此也應(yīng)加強(qiáng)對活性炭凈化生活用水的進(jìn)一步研究， 盡量降低費(fèi)用， 從而使人們都能用水更健康的水。2.2 活性炭對工業(yè)用水的處理在工業(yè)用水中，水質(zhì)的要求需根據(jù)應(yīng)用差異來制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 在高純度用水上， 多為醫(yī)藥行業(yè)、 化學(xué)工業(yè)或電子工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用比較多。利用活性炭進(jìn)行高純度水的處理， 可有效去除水中的農(nóng)藥殘留、 二氧化碳、 膠質(zhì)、 有機(jī)物或因高壓法形成的熱原和氣體等， 對高純度水的處理效果非常高， 從而提高了工業(yè)用水的安全性。2.3 活性炭對城市居民生活污水的處

6、理對污水處理， 活性炭的應(yīng)用目的就是除掉污水中含有的危害物質(zhì)及異味， 促使污水經(jīng)處理后能夠再次被利用， 提高再利用率。污水中的有害物質(zhì)包括汞、 油、 苯酚等金屬物， 還有 COD、 TOC 及BOD等污染指標(biāo)及臭味等。 利用活性炭對污水的處理有兩個(gè)處理過程， 一個(gè)叫二級(jí)處理， 一個(gè)叫三級(jí)處理。 二級(jí)處理是將廢水置于預(yù)處理裝置， 經(jīng)化學(xué)混凝沉淀后進(jìn)行砂濾， 再利用活性炭吸附， 之后排放。三級(jí)處理是將廢水置于預(yù)處理裝置， 進(jìn)行混凝沉淀或者混凝浮選， 經(jīng)過生物氧化處理后， 再進(jìn)行砂濾， 砂濾完成后進(jìn)行活性炭吸附處理， 之后可直接排放也可再次殺菌。在人們生活污水的處理上， 可以進(jìn)行二級(jí)處理， 也可進(jìn)行

7、三級(jí)處理， 但一般采用三級(jí)處理， 三級(jí)處理的污水其中含有的有機(jī)碳含量明顯小于 5mg/L， 高錳酸鹽指數(shù)可顯著低于 105mg/L， 具有較高的凈化率， 再次使用或排放對土地等環(huán)境的影響甚微。2.4 活性炭對工業(yè)廢水的處理工業(yè)廢水對環(huán)境的污染非常嚴(yán)重， 由于不同工業(yè)有不同的生產(chǎn)方法和排污方法， 其污水中含有的雜質(zhì)、 污染物、 各種有害成分等也不同， 造成廢水排污的參差不齊， 導(dǎo)致污染物和有毒物質(zhì)隨水流流失對江河湖泊造成危害和污染， 影響環(huán)境。而在工業(yè)廢水的處理上， 利用活性炭進(jìn)行水質(zhì)凈化是非常重要的， 一般工業(yè)部門也采用二級(jí)處理或三級(jí)處理， 其中仍以三級(jí)處理為主， 經(jīng)三級(jí)處理的水質(zhì)危害物質(zhì)可明

8、顯降低， 增加了再次利用的效率。尤其對于水源短缺的城市或地區(qū)， 它可以有效進(jìn)行補(bǔ)給， 而且經(jīng)活性炭處理的廢水水質(zhì)較好， 無二次毒害， 可全部回收利用， 也可部分利用， 同時(shí)能夠?qū)⑵渲械膫€(gè)別物質(zhì)提出再次使用， 節(jié)約了能源。在環(huán)境處理中對水的處理是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的部分， 因?yàn)樗巧矗?與人們的生產(chǎn)、 生活息息相關(guān)， 無論是人們生活飲用的水還是工業(yè)使用的水， 都有一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 為確保使用的安全性， 同時(shí)污水與工業(yè)廢水的處理， 對人們的生產(chǎn)和生活同樣有至關(guān)重要的影響， 所以要加強(qiáng)對水環(huán)境的處理。在采用活性炭進(jìn)行水處理的應(yīng)用上， 起源最早的國家是芝加哥， 隨著社會(huì)不斷發(fā)展，逐漸將活性炭的應(yīng)用擴(kuò)展

9、到了對城市用水及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中。因?yàn)榛钚蕴烤哂袠O強(qiáng)的吸附能力， 同時(shí)結(jié)構(gòu)又有非常多的孔隙組成， 孔隙越多吸附能力就越強(qiáng)， 尤其在水中， 活性炭可利用表面極強(qiáng)的吸附能力， 對水內(nèi)含有的一些酚類、 苯類、 鉛、 汞及鉻等重金屬物質(zhì)、 農(nóng)藥、 洗滌劑或其他化學(xué)物質(zhì)等起到顯著的吸附和去除作用， 同時(shí)活性炭具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性， 不會(huì)發(fā)生溶解等情況， 而且操作簡單方便， 還不會(huì)占用較大空間， 在處理水凈化或廢水時(shí)， 容易操控， 對不同濃度的水溶液都有較好吸附作用， 而且在濃度越高的水溶液中吸附能力越強(qiáng)， 所以是一種應(yīng)用率較高的水處理物質(zhì)， 同時(shí)活性炭具有飽和后再次使用的功能， 對水處理后不會(huì)造成水的二次污

10、染， 因而無論是在生活用水、 工業(yè)用水還是生活廢水或工業(yè)廢水的處理上， 它都有較強(qiáng)的效果， 而且不會(huì)造成廢水處理后對土地或江河湖泊等的污染。3、在環(huán)境保護(hù)中活性炭對空氣污染處理的應(yīng)用3.1 活性炭對室內(nèi)空氣污染的防治在人們?nèi)粘Ｉ畹木邮覂?nèi)，由于人們來回走動(dòng)或腋臭等， 會(huì)造成室內(nèi)空氣污染；廚房炒菜涌出的油煙也會(huì)造成室內(nèi)空氣污染； 裝潢應(yīng)用的粘膠或各種揮發(fā)性溶劑均對室內(nèi)造成污染； 廁所內(nèi)異物的影響也會(huì)造成空氣污染， 在室內(nèi)各種原因造成的空氣污染中， 均含有不同程度的一氧化碳、 二氧化硫、 三氫化氮、 硫化氫和二氧化碳等危害物質(zhì)， 對人們健康會(huì)造成危害。因此應(yīng)在燃?xì)庠畈课环胖没钚蕴浚?利用其吸附功能

11、對有害氣體進(jìn)行吸附； 同時(shí)還可以利用活性炭制作成的各種炭制品， 放于室內(nèi)角落或電器附近， 讓其吸附污染物， 從而使室內(nèi)空氣盡量減少污染。3.2 活性炭對煙氣脫硫的處理 空氣污染的防治已經(jīng)成為了一項(xiàng)各國都非常重視和正在處理的問題， 在我國， 燃煤和石油的利用會(huì)增加空氣中硫的含量， 導(dǎo)致空氣污染。 硫在空氣中流動(dòng)會(huì)造成天氣的變化， 近幾年來， 有很多地方發(fā)生硫酸雨， 造成土地和空氣被硫酸破壞， 因此要加強(qiáng)對硫酸的處理。方法有很多， 一種就是人們生產(chǎn)生活中不要利用硫能源或進(jìn)一步減少硫使用；或者利用石灰乳進(jìn)行硫化物中和， 形成亞石膏， 再將亞石膏置于水泥中利用， 這樣會(huì)造成硫能力的大量損失； 或者利用

12、高壓電場法進(jìn)行硫化物的化學(xué)作用， 促使其形成肥料和稀硫酸等物質(zhì)， 但其中形成的一種硫化氫物質(zhì)， 在處理上非常棘手， 效果也不明顯； 再有一種方法就是進(jìn)行活性炭脫硫?；钚蕴棵摿蚓哂泻芎玫膬艋諝庾饔?， 將氧氣和二氧化硫同時(shí)置于 100高溫下， 通過化學(xué)作用， 可形成三氧化硫， 將其置于水蒸氣狀態(tài)， 利用活性炭的極強(qiáng)吸附能力對三氧化硫進(jìn)行吸附， 之后再利用氨水洗、 水蒸氣加熱或水洗等方法， 將硫集體收集， 通過生產(chǎn)再次應(yīng)用， 這樣不僅達(dá)到脫硫目的， 還可以節(jié)省能源利用。 實(shí)際操作中也存在問題， 就是活性炭的應(yīng)用量比較大， 需要高昂的費(fèi)用支撐， 造成一定經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)， 但活性炭脫硫?qū)煔庵械牧蚧锶コ?/p>

13、具有較高效率， 所以應(yīng)該加強(qiáng)對此方法的探究， 研制出一種既節(jié)省費(fèi)用又可以進(jìn)行有效除硫的方法。3.3 活性炭對汽車尾氣污染的防治現(xiàn)在影響城市空氣環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重大污染因素就是汽車尾氣， 社會(huì)在不斷發(fā)展， 人們經(jīng)濟(jì)利益也在隨之不斷改善， 汽車的應(yīng)用率逐年增加， 從而造成對城市空氣環(huán)境的污染。具有關(guān)學(xué)者研究報(bào)道， 影響我國城市空氣污染的汽車尾氣污染占 60%70%，在汽車尾氣污染中汽車燃油造成的污染占 30%40%， 說明汽車尾氣排出的碳?xì)浠衔锘蛉加蛽]發(fā)是造成城市污染的主要因素，它們被紫外線照射會(huì)形成繚繞的煙霧，導(dǎo)致城市彌漫在煙霧中。燃油的揮發(fā)不僅是一種能源浪費(fèi)， 對司機(jī)造成健康危害， 對廣大人民

14、的健康同樣會(huì)造成危害，這些煙霧中含有各類危害因子， 如甲苯、 烯類、 二異氰酸甲苯脂、 醛類或酮類等等， 人們長期在這種環(huán)境下生活， 會(huì)造成眼部、 皮膚或氣管等損傷， 使人們出現(xiàn)咳嗽、頭暈、 眼脹等癥狀， 重癥者會(huì)造成血液疾病， 嚴(yán)重威脅人們的健康。 在很早以前歐美等國家已經(jīng)開始應(yīng)用活性炭對燃油揮發(fā)進(jìn)行處理， 利用它的高強(qiáng)度吸附能力來附著危害微粒， 減少尾氣污染，從而使空氣變得清新怡人。 我國也逐步將活性炭試用于汽車尾氣污染中， 取得了一定效果， 同時(shí)還加強(qiáng)了對活性炭在空氣污染中應(yīng)用的研究和探索。4、活性炭應(yīng)用展望活性炭在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用效率，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家， 目前均已經(jīng)認(rèn)識(shí)到其

15、使用的重要性， 并根據(jù)活性炭使用的機(jī)制及特性， 加強(qiáng)了對活性炭深入研究和開發(fā)的重視。同時(shí)也有學(xué)者預(yù)測了活性炭未來應(yīng)用的效率， 在像中國等發(fā)展中國家， 活性炭的利用率應(yīng)增加超過 10%的利用率； 像歐美發(fā)達(dá)國家將增加 4%的利用率； 而世界整體利用水平將增加 12×10 4 t。因?yàn)榛钚蕴科滹柡秃罂稍俅卫茫?不影響效率， 基于其獨(dú)特的性能， 研究者們將進(jìn)一步提高對其再生的創(chuàng)造， 比如溶劑再生利用、 電化學(xué)再生利用等，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍， 使其更具有應(yīng)用效率。而且在水處理的應(yīng)用中，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們生活水平和方式的不斷改變和提高，研究者們將進(jìn)一步加強(qiáng)活性炭對水環(huán)境處理利用的深入探索， 進(jìn)一步加深和提高活性炭高質(zhì)量的應(yīng)用效率。5、結(jié)語通過本文的研究， 我們對活性炭的性質(zhì)及應(yīng)用機(jī)理進(jìn)行了分析和了解， 同時(shí)通過對活性炭在水處理及空氣污染處理中的應(yīng)用進(jìn)行了分析