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活性炭的特性以及在废水中的处理应用

来源:活性炭的特性以及在废水中的处理应用 发布于:2021-10-12 08:57   浏览:
(1)处理含油污水
吸附法进行油水分离是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。
(2)处理染料废水
染料废水成分复杂、水质变化大、色度深、浓度大,处理困难。处理方法主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这些方法各有优缺点,其中活性炭能有效地去除废水的色度和COD。
活性炭处理染料废水在国内外都有研究,但大多数是和其它工艺耦合,活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂,单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。
(3)处理含汞废水
重金属污染物中以汞的毒性最大,当汞进入人体内,就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只适宜于处理含汞量低的废水。
如果含汞的浓度较高,可以先用化学沉淀法处理,处理后含汞约1mg/L,高时可达2~3mg/L,然后再用活性炭做进一步的处理。 
(4)处理含铬废水
活性炭表面存在大量的含氧基团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等,它们都有静电吸附功能,对六价铬产生化学吸附作用,能有效地吸附废水中的六价铬,吸附后的废水可达到国家排放标准。
利用活性炭处理含铬废水是活性炭对溶液中六价铬的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水,吸附性能稳定,处理效率高,操作费用低,有一定的社会效益和经济效益。因此,用活性炭处理含铬废水已得到广泛应用。


 
(5)催化和负载催化剂
石墨化炭和无定型炭是活性炭晶型的组成部分,因为具有不饱和键,所以表现出类似结晶缺陷的功能。活性炭因为结晶缺陷的存在而被作为催化剂广泛应用,同时,因为其具有大的比表面积及多孔结构,活性炭还被广泛用作催化剂载体。
采用γ射线处理商品活性炭,此过程可以在不影响活性炭物理性质的条件下改变活性炭表面化学特性。通过紫外线辐射和模拟太阳光辐射研究了光催化中活性炭表面化学所发挥的作用。结果表明,无论是紫外线还是模拟太阳光辐射,活性炭都可以发挥光催化作用。
通过测定紫外线/活性炭和模拟太阳光/活性炭体系中羟基自由基和超氧阴离子自由基表明,由活性炭充当光催化剂和光诱导反应物可以有效消除杂质对反应的影响,体系中羟基自由基和超氧阴离子自由基的获得远高于单纯采用光辐射。这为发展自由基化学和寻找新的自由基反应提供了新的可能。
活性污泥因为成分复杂,导致其厌氧腐化过程缓慢。有学者将粒状活性炭用于活性污泥的厌氧腐化,使活性污泥腐化过程中甲烷产率提高了17.4%,同时使活性污泥腐化率提高了6.1%。
另外在活性炭表面引入-SO3H,对合成甲基叔戊基醚过程有催化作用,该催化剂制备方便,催化活性高且不易分解,体现出改性活性炭催化剂的巨大应用潜能。有研究表明采用粒状活性炭负载臭氧体系使腐殖酸的催化氧化率达到48.1%,为腐殖酸的降解提供了新的途径。
通过活性炭负载氧化铝作为改性活性炭糊电极用于苯酚的电催化氧化研究,表现出了较好的稳定性和可重复使用性,同时具有相对较低的检出限和较宽的检测范围。
(6)临床医用
活性炭由于其良好的吸附性能,可用于急性临床胃肠解毒急救,其具有不被胃肠道吸收且无刺激性、可以直接口服、简单便利等优点;同时,活性炭也被用于血液净化和癌症治疗等。结肠直肠癌是常见的恶性肿瘤。研究表明,以纳米活性炭作示踪剂可以有效增加结肠直肠癌患者淋巴结检测次数。
活性炭纤维具有两种特性:一是吸附性能;二是远红外放射性能。将银吸附在活性炭纤维上,用于治疗慢性创面患者,在接受治疗的数月内伤口没有任何不良反应。有学者以椰壳活性炭为载体负载加替沙星,结果表明,其对加替沙星负载能力较好,可以用作加替沙星的缓释载体。
对选用扑热息疼和布洛芬作为模型药物,采用活性炭作为药物载体的研究表明,活性炭颗粒表现出非常低的细胞毒性,该研究为活性炭作为无定型药物载体提供了支持。
有学者单纯利用每日两次直肠局部注入高活性粒状活性炭来治疗简单的慢性肛瘘,结果表明,这种治疗方法效果良好、安全性高,并且相较于其它治疗方法,病人更容易接受,为慢性肛瘘的治愈提供了新的策略。

本文作者:董帝豪

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