活性炭材料在环境保护中的应用VIP免费

活性炭材料在环境保护中的应用陈静文(华南师范大学广州022424436)摘要：随着绿色化学的发展，活性炭材料在环境保护方面有着巨大的应用前景。本文综述了其在环境治理中的一些应用，以指明其未来的发展方向。关键词：活性炭材料；水处理；气体污染防治1前言活性炭材料是一种重要的无定形碳素材料，为黑色多孔固体，孔隙结构发达，具有巨大的比表面积，一般可高达1000-3000m2/g，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。作为一种性能优良的吸附剂，活性炭材料具有独特的孔隙结构和表面活性官能团，化学性质稳定，机械强度高，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水和有机溶剂，并且能够再生循环使用，被广泛地应用于环保、化工、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。[1]世界发达国家从20世纪70年代开始，环保逐渐成为活性炭的主要消费市场，美国用于环保的活性炭占其总用量的66.22%，日本是75.41%。活性炭在我国的环境保护中已有广泛的应用，但是由于经济成本等种种因素，与发达国家相比仍有很大的差距。目前生态环境日益恶化，人们对保护地球，绿色技术及绿色产品的呼声越发高涨，以活性炭为代表的炭材料在环保领域中的应用将会进一步发展，其主要表现为污水处理、大气污染防治等各个方面的应用。[2]2活性炭材料在环保中的应用2.1活性炭材料在水处理中的应用由于活性炭材料具有良好的吸附能力，如活性炭纤维（ACF）能吸附工业废水中的多种有害物质及水中的大肠杆菌和氯[3]，活性炭能吸附垃圾渗滤液中的甲醛、苯酚和苯胺[4]，活性炭能吸附水中典型环境内分泌干扰物（2，4-二氯苯氧乙酸和壬基酚等）[5]，所以活性炭材料可用于处理含酚废水、含Hg+废水及染料废水。活性炭用于水处理始于1932年的美国，用于芝加哥的自来水处理，并很快在各地自来水厂普及。然后又推广到工业用水、城市下水和工业废水处理等方面。目前发达国家大量使用活性炭进行水处理。发达国家水处理方面的活性炭用量占其总用量的40%左右。我国虽然有11万吨的产量，但出口7万吨，真正用于国内环境保护的活性炭用量最多只有生产量的1/10左右。[6]2.1.1上水处理水质标准最严格的是饮用水和上水源水。它对水中的微量有毒成分、pH、大肠杆菌、生物耗氧量、臭味等都有相应的严格要求。自来水用活性炭处理，可以除去有机杂质、各种臭味，这比用氯和漂白粉处理好，它不会造成含氯碳氢化合物(如氯甲烷)的形成。孙治荣等在深度净化饮用水的研究中发现，在连续运行的方式下活性炭对有机物的去除效果较好。[2]此外，活性炭处理自来水不会导致Ca、Mg的损失。随着科技的进步，人们对饮用水的质量要求越来越严格。原来指标意义上的城市自来水已经不适合人类饮用,越来越多的国家和地区已对自来水的经营企业做出更加严格的规定，例如美国就严格规定,，城镇自来水厂如不采用活性炭处理就不准卖水。我国绝大多数城市饮用水达不到世界卫生组织规定的标准，其主要原因就是我国的自来水供给行业受成本限制，在水处理过程中只采用了少量活性炭或根本不用活性炭。[7]2.1.2工业用水的处理工业用水因使用目的不同而有不同的标准。高纯度水主要应用于电子工业、化学工业、医药工业。无论采用何种方法获得高纯度水,活性炭处理必然是不可缺少的一个环节。活性炭处理主要是除去有机物、胶质、农药残留物、游离氯、致“热原”和少量的二氧化碳和氧等气体(去除气体对高压或临界状态运行的发电锅炉尤为重要)。[7]2.1.3城市居民生活污水的处理随着人类文明的进步和经济的发展，城市化进程必然加速，这就使城市居民生活污水污染水源的问题变得尤为严重。为了治理城市居民生活污水，一般采用“二级”或“三级”处理，活性炭通常用于三级处理中的第三级处理，经过三级处理的水质可达到总有机碳含量<5mg/L，高锰酸盐指数<10mg/L，从而大大减轻对环境的破坏程度。[7]2.1.4工业废水的处理工业废水处理通常也分为“二级”和“三级”处理。活性炭吸附法作为工业废水深度处理的一种重要方法或环节，绝大多数用在第三级，活性污泥——活性炭吸附系统是目前最深度的处理系统。工业废水经活性炭净化处理后，不仅可以防止对自然水源的...