活性炭环境污染控制中应
丁
〔华南师范学化学环境学院 广州 510631〕
摘 文全面介绍活性炭环境保护工作方面应包括气污染控制诸烟气脱硫脱硝生活环境气体净化溶剂回收等水污染控制中应介绍改性活性炭应环境污染控制良前景
关键词 活性炭 环境保护 气污染控制 水处理
活性炭材料作种性优良吸附剂具独特吸附外表结构特性外表化学性决定活性炭材料化学性质稳定机械强度高耐酸耐碱耐热溶水机溶剂生已广泛应化工环保食品加工冶金药物精制军事化学防护等领域目前改性活性炭材料广泛污水处理气污染防治等领域治理环境污染方面越越显示出诱美前景
1．活性炭结构性质
活性炭属定型炭许呈石墨型层状结构微晶规集合成具结晶缺陷部结构活性炭水处理中仅具吸附力起催化作活性炭部数微细孔隙横相通孔径1 ×10 10～1 ×10 6μm 特1 ×10 10～1 ×10 9μm 微孔居活性炭具巨外表积(达1 000 m2 g) 物理特性活性炭具强吸附力原
活性炭木头煤椰壳锯末等种含碳物质系列工艺程制原料制活性炭具硬度粒径外表积型号活性炭应领域烟煤制成活性炭具微孔孔种孔径高分子机物较吸附力椰壳制成活性炭外表积孔少拟适低分子机物吸附活性炭吸附力仅身性质关吸附物质分子结构溶解性离子化程度等关[1]
硅胶沸石等吸附剂相活性炭特点：〔1〕活性炭非极性吸附剂选择吸附非极性物质极性物质吸附力〔2〕活性炭疏水性吸附剂水水蒸汽存情况发挥作〔3〕活性炭孔径分布广够吸附分子物质选择性吸附较差果活性炭外表进行氧化改性增强极性物质吸附力〔4〕活性炭具定催化力〔5〕活性炭化学稳定性热稳定性优硅胶等吸附剂[2]
2．活性炭气污染控制中应
2．1 烟气脱硫脱硝
国煤源国家目前SOx已成国空气污染物SOx排放仅体害会引起酸雨尤气中SO2 导致种呼吸器官疾病更诱发心血疾病SO2 环境中形成酸沉积会引起江河湖泊酸化植物农作物造成损害外酸沉积加速气中种建筑物金属物腐蚀时着国汽车工业迅速开展NOX污染业日益严重烟气脱硫脱硝气污染控制中显尤重
众烟气脱硫脱硝技术中活性炭法济行技术方法成熟国外少商业化运行装置
活性炭脱硫脱硝技术德国美国中心20世纪50年代开始研究日起始60年代70年代快速开展日技术开发处领先位电源开发株式会社研究作介绍处理工艺图4示图中脱硫塔：活性炭吸附排气中SOx脱硝塔：活性炭NH3 NOx反响离塔：加热活性炭脱SOx生活性炭
图4 活性炭脱硫脱硝工艺流程
新验证性实验(燃煤排烟SOx：800 ppmNOx：190 ppm)出中试结果济性评价：
(1) 没发生装置障活性炭热问题具性安性
(2) 脱硫率达97脱销率达80
(3) 工业水量湿法脱硫160排水量减少110
(4) 现锅炉排放气体环境条件干式时脱硫脱硝技术目前技术(SCR+湿式脱硫系统)进行拟结果两者建设费干式时脱硫脱硝技术稍低活性炭钱高干式时脱硫脱硝技术运行费拟高果环境指标更加严格性优越干式时脱硫脱硝技术够现代技术竞争外技术水困难区更具意义[3]
2．2 生活气体净化
活性炭净化生活环境气体广泛应十字路口停车场型会堂办公场高速公路隧道通风换气环境中污染物包括少量二氧化硫硫化氢氧化碳氮氧化物氨装潢挥发油油烟汗酸臭抽烟烟雾臭氧等物质严重危害体健康采活性炭吸附滤方法拟适宜目前通常采空调换气设备连方法[2]
牟桂等活性炭吸附法治理含甲硫醇恶臭气体研究结果说明：实验室IVP活性炭〔IVP活性炭定浓度碱溶液浸泡煤质活性炭〕单组分甲硫醇进行吸附测均穿透容量11％某炼厂污水处理场针表曝池散逸废气中恶臭污染物甲硫醇进行吸附实验测穿透吸附容量164％穿透时率接100％见活性炭生活气体净化中拟处理效果[4]
2．3 溶剂回收
许生产部门生产种样机溶剂机物挥发操作环境中污染环境浪费资源火灾爆炸潜危险活性炭吸附法回收机溶剂已广泛应方法相具点：〔1〕低浓度时回收率高〔2〕回收费低般超溶剂价格5％－20％〔3〕设备投资少般年左右回收钱目前活性炭回收溶剂甲苯二甲苯甲醇乙醇乙醚甲乙酮丙酮乙酸甲酯氯乙烯汽油等图1溶剂回收根流程图[2]
3．水处理中应
水体污染已成世界国普遍关注问题种材料应水处理研究领域寻求更效方法提高水排水质量减少污染年着污染物种类增污染成分越越复杂采常规水处理方法已满足求必须进行深度处理作单材料方法已适源广泛容易生反复利活性炭(AC)广泛应强吸附力良机械强度仅直接作优良吸附剂应水处理中材料联合应作催化剂催化剂载体
活性炭水处理中：(1)污水源净化活性炭吸附水中机物颜色臭味油苯酚等(2)机工业废水处理活性炭水中机物具突出吸附力难生物降解机物更独特效果制革废水造纸染料废水焦化废水机废水处理中常规处理方法效河水中杀虫剂等物质活性炭较效果河水中投入10mgL 活性炭引起臭味土臭素(Geosmin)2甲基异茨酸(MIB)66mgL 降2mgL(3)机工业废水处理某活性炭废水中机重金属离子具定选择吸附力颗粒状活性炭Pd2+CrO42 等离子吸附率达85％金属离子锑铋锡汞钴铅镍铁等均具良吸附力(4)饮水微污染水净化领域臭氧 生物活性炭工艺高效水中溶解性机物致癌突变物出水安优质备受重视种工艺中活性炭起着生物膜载体材料作活性炭快臭氧分解掉液体中溶解氧量增加稳定微生物生息环境气性微生物生长提供保证陈洪斌等炼油厂外排污水采悬浮载体生物接触氧化砂滤臭氧生物活性炭工艺深度处理污染物良效果[5]
4．改性活性炭环境污染控制中应前景展
活性炭材料吸附外表化学性改性指通定方法改善活性炭材料吸附外表官团周边气氛构造成特定吸附程中活性点控制亲水／疏水性金属金属氧化物结合力活性炭材料外表化学组成活性炭材料酸碱性润湿性吸附选择性催化特性等产生影响活性炭材料吸附外表化学性质改性通外表氧化改性外表复原改性负载金属改性等修饰
改性活性炭具特殊性仅直接作优良吸附剂应水处理中材料联合应作催化剂催化剂载体〔1〕活性炭膜连活性炭膜联效解决单独膜滤引起膜阻塞膜污染问题利活性炭进水进行必前处理减少水中机物机物微生物等膜外表膜孔积累极延长膜寿命膜存克服单独活性炭弱点解决活性炭出水中细菌数偏高问题〔2〕活性炭微生物联利微生物进行水处理体系厌氧型微生物氧型微生物活性炭作载体联现拟成熟技术两种：活性炭厌氧流化床生物活性炭厌氧流化床反响器适高浓度机废水处理〔3〕吸附催化氧化联活性炭水处理程中仅表现出良吸附作时起催化剂催化剂载体作〔4〕活性炭微波联微波加热活性炭进步活化提高吸附容量种方法生活性炭时间短耗低设备构造简单具应前景〔6〕活性炭电化学联活性炭电化学程联数活性炭作阳极外延先利活性炭进行吸附通电解作进行氧化降解污染物质〔7〕应目前TiO2 光催化剂脱臭防污超亲水性处理等实方面研究十分活泼外活性炭药剂联合高锰酸钾复合药剂联水中机物二者相互促进作污染程度原水均表现出优良处理效果[5]
参考文献：[1] 洪斌丁蕴铮活性炭水处理中应方法研究进展[J]工业水处理200323 (8)1315
[2] 裴伟征等炭材料环境保护中应新开展[J]重庆环境科学200325(7)5057
[3] 刘伟军马良SOx 污染控制技术现状开展[J]源研究信息200319(1)19
[4] 牟桂等活性炭吸附法治理含甲硫醇恶臭气体[J]石油化工环境保护200427(3)4247
[5] 程玉良活性炭材料改性应[J]中国科技信息2005(19)6667
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丁
〔华南师范学化学环境学院 广州 510631〕
摘 文全面介绍活性炭环境保护工作方面应包括气污染控制诸烟气脱硫脱硝生活环境气体净化溶剂回收等水污染控制中应介绍改性活性炭应环境污染控制良前景
关键词 活性炭 环境保护 气污染控制 水处理
活性炭材料作种性优良吸附剂具独特吸附外表结构特性外表化学性决定活性炭材料化学性质稳定机械强度高耐酸耐碱耐热溶水机溶剂生已广泛应化工环保食品加工冶金药物精制军事化学防护等领域目前改性活性炭材料广泛污水处理气污染防治等领域治理环境污染方面越越显示出诱美前景
1．活性炭结构性质
活性炭属定型炭许呈石墨型层状结构微晶规集合成具结晶缺陷部结构活性炭水处理中仅具吸附力起催化作活性炭部数微细孔隙横相通孔径1 ×10 10～1 ×10 6μm 特1 ×10 10～1 ×10 9μm 微孔居活性炭具巨外表积(达1 000 m2 g) 物理特性活性炭具强吸附力原
活性炭木头煤椰壳锯末等种含碳物质系列工艺程制原料制活性炭具硬度粒径外表积型号活性炭应领域烟煤制成活性炭具微孔孔种孔径高分子机物较吸附力椰壳制成活性炭外表积孔少拟适低分子机物吸附活性炭吸附力仅身性质关吸附物质分子结构溶解性离子化程度等关[1]
硅胶沸石等吸附剂相活性炭特点：〔1〕活性炭非极性吸附剂选择吸附非极性物质极性物质吸附力〔2〕活性炭疏水性吸附剂水水蒸汽存情况发挥作〔3〕活性炭孔径分布广够吸附分子物质选择性吸附较差果活性炭外表进行氧化改性增强极性物质吸附力〔4〕活性炭具定催化力〔5〕活性炭化学稳定性热稳定性优硅胶等吸附剂[2]
2．活性炭气污染控制中应
2．1 烟气脱硫脱硝
国煤源国家目前SOx已成国空气污染物SOx排放仅体害会引起酸雨尤气中SO2 导致种呼吸器官疾病更诱发心血疾病SO2 环境中形成酸沉积会引起江河湖泊酸化植物农作物造成损害外酸沉积加速气中种建筑物金属物腐蚀时着国汽车工业迅速开展NOX污染业日益严重烟气脱硫脱硝气污染控制中显尤重
众烟气脱硫脱硝技术中活性炭法济行技术方法成熟国外少商业化运行装置
活性炭脱硫脱硝技术德国美国中心20世纪50年代开始研究日起始60年代70年代快速开展日技术开发处领先位电源开发株式会社研究作介绍处理工艺图4示图中脱硫塔：活性炭吸附排气中SOx脱硝塔：活性炭NH3 NOx反响离塔：加热活性炭脱SOx生活性炭
图4 活性炭脱硫脱硝工艺流程
新验证性实验(燃煤排烟SOx：800 ppmNOx：190 ppm)出中试结果济性评价：
(1) 没发生装置障活性炭热问题具性安性
(2) 脱硫率达97脱销率达80
(3) 工业水量湿法脱硫160排水量减少110
(4) 现锅炉排放气体环境条件干式时脱硫脱硝技术目前技术(SCR+湿式脱硫系统)进行拟结果两者建设费干式时脱硫脱硝技术稍低活性炭钱高干式时脱硫脱硝技术运行费拟高果环境指标更加严格性优越干式时脱硫脱硝技术够现代技术竞争外技术水困难区更具意义[3]
2．2 生活气体净化
活性炭净化生活环境气体广泛应十字路口停车场型会堂办公场高速公路隧道通风换气环境中污染物包括少量二氧化硫硫化氢氧化碳氮氧化物氨装潢挥发油油烟汗酸臭抽烟烟雾臭氧等物质严重危害体健康采活性炭吸附滤方法拟适宜目前通常采空调换气设备连方法[2]
牟桂等活性炭吸附法治理含甲硫醇恶臭气体研究结果说明：实验室IVP活性炭〔IVP活性炭定浓度碱溶液浸泡煤质活性炭〕单组分甲硫醇进行吸附测均穿透容量11％某炼厂污水处理场针表曝池散逸废气中恶臭污染物甲硫醇进行吸附实验测穿透吸附容量164％穿透时率接100％见活性炭生活气体净化中拟处理效果[4]
2．3 溶剂回收
许生产部门生产种样机溶剂机物挥发操作环境中污染环境浪费资源火灾爆炸潜危险活性炭吸附法回收机溶剂已广泛应方法相具点：〔1〕低浓度时回收率高〔2〕回收费低般超溶剂价格5％－20％〔3〕设备投资少般年左右回收钱目前活性炭回收溶剂甲苯二甲苯甲醇乙醇乙醚甲乙酮丙酮乙酸甲酯氯乙烯汽油等图1溶剂回收根流程图[2]
3．水处理中应
水体污染已成世界国普遍关注问题种材料应水处理研究领域寻求更效方法提高水排水质量减少污染年着污染物种类增污染成分越越复杂采常规水处理方法已满足求必须进行深度处理作单材料方法已适源广泛容易生反复利活性炭(AC)广泛应强吸附力良机械强度仅直接作优良吸附剂应水处理中材料联合应作催化剂催化剂载体
活性炭水处理中：(1)污水源净化活性炭吸附水中机物颜色臭味油苯酚等(2)机工业废水处理活性炭水中机物具突出吸附力难生物降解机物更独特效果制革废水造纸染料废水焦化废水机废水处理中常规处理方法效河水中杀虫剂等物质活性炭较效果河水中投入10mgL 活性炭引起臭味土臭素(Geosmin)2甲基异茨酸(MIB)66mgL 降2mgL(3)机工业废水处理某活性炭废水中机重金属离子具定选择吸附力颗粒状活性炭Pd2+CrO42 等离子吸附率达85％金属离子锑铋锡汞钴铅镍铁等均具良吸附力(4)饮水微污染水净化领域臭氧 生物活性炭工艺高效水中溶解性机物致癌突变物出水安优质备受重视种工艺中活性炭起着生物膜载体材料作活性炭快臭氧分解掉液体中溶解氧量增加稳定微生物生息环境气性微生物生长提供保证陈洪斌等炼油厂外排污水采悬浮载体生物接触氧化砂滤臭氧生物活性炭工艺深度处理污染物良效果[5]
4．改性活性炭环境污染控制中应前景展
活性炭材料吸附外表化学性改性指通定方法改善活性炭材料吸附外表官团周边气氛构造成特定吸附程中活性点控制亲水／疏水性金属金属氧化物结合力活性炭材料外表化学组成活性炭材料酸碱性润湿性吸附选择性催化特性等产生影响活性炭材料吸附外表化学性质改性通外表氧化改性外表复原改性负载金属改性等修饰
改性活性炭具特殊性仅直接作优良吸附剂应水处理中材料联合应作催化剂催化剂载体〔1〕活性炭膜连活性炭膜联效解决单独膜滤引起膜阻塞膜污染问题利活性炭进水进行必前处理减少水中机物机物微生物等膜外表膜孔积累极延长膜寿命膜存克服单独活性炭弱点解决活性炭出水中细菌数偏高问题〔2〕活性炭微生物联利微生物进行水处理体系厌氧型微生物氧型微生物活性炭作载体联现拟成熟技术两种：活性炭厌氧流化床生物活性炭厌氧流化床反响器适高浓度机废水处理〔3〕吸附催化氧化联活性炭水处理程中仅表现出良吸附作时起催化剂催化剂载体作〔4〕活性炭微波联微波加热活性炭进步活化提高吸附容量种方法生活性炭时间短耗低设备构造简单具应前景〔6〕活性炭电化学联活性炭电化学程联数活性炭作阳极外延先利活性炭进行吸附通电解作进行氧化降解污染物质〔7〕应目前TiO2 光催化剂脱臭防污超亲水性处理等实方面研究十分活泼外活性炭药剂联合高锰酸钾复合药剂联水中机物二者相互促进作污染程度原水均表现出优良处理效果[5]
参考文献：[1] 洪斌丁蕴铮活性炭水处理中应方法研究进展[J]工业水处理200323 (8)1315
[2] 裴伟征等炭材料环境保护中应新开展[J]重庆环境科学200325(7)5057
[3] 刘伟军马良SOx 污染控制技术现状开展[J]源研究信息200319(1)19
[4] 牟桂等活性炭吸附法治理含甲硫醇恶臭气体[J]石油化工环境保护200427(3)4247
[5] 程玉良活性炭材料改性应[J]中国科技信息2005(19)6667
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