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      活性炭在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用
      
            
      瀏覽量: 點(diǎn)擊次數(shù)：669  更新時(shí)間：2022-09-14   時(shí)間：2022-09-14 
      
            
       
              
       活性炭作為一種重要的碳素材料
      ，由微晶炭和無定形炭構(gòu)成
      ，含有數(shù)量不等的灰分，是一種黑色多孔固體
      ，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，具有巨大的比表面積和超強(qiáng)的吸附能力
      ，比表面積一般可高達(dá)1000-3000m2/g
      ，對(duì)氣體、溶液中的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)及膠體顆粒等都有很強(qiáng)的吸附能力
      。作為一種性質(zhì)優(yōu)良的吸附劑，活性炭具有獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)和表面活性官能團(tuán)
      ，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
      ，機(jī)械強(qiáng)度高
      ，耐酸
      、耐堿、耐熱
      ，不溶于水和有機(jī)溶劑，使用失效后可以再生
      ，廣泛地應(yīng)用于環(huán)保、化工
      、食品加工、濕法冶金
      、藥物精制
      、軍事化學(xué)防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)以及人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚闹匾a(chǎn)品
      。隨著**范圍內(nèi)工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，近年來環(huán)境污染日益嚴(yán)重
      。而活性炭在治理環(huán)境污染方面則越來越顯示出誘人的前景
      。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，活性炭已經(jīng)成為一種極其重要的吸附劑
      ，被廣泛用于污水處理、大氣污染防治等各個(gè)方面
      。

       

      
  一
        、水處理

       

      
  水處理是環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)。發(fā)達(dá)國家水處理方面的活性炭用量占其總用量的40%左右
        。我國雖然有11萬t的產(chǎn)量，但出口7萬t
        ，真正用于國內(nèi)環(huán)境保護(hù)的活性炭用量*多只有生產(chǎn)量的1/10左右?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ；钚蕴吭谒幚矸矫娴?早應(yīng)用是美國于1932年底開始的，用于芝加哥的自來水處理
        ，并很快在各地自來水廠普及。然后又推廣到工業(yè)用水
        、城市下水和工業(yè)廢水處理等方面。

       

      
  （1）上水處理

       

      
  水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)*嚴(yán)格的是飲用水和上水源水
      。它對(duì)水中的微量有毒成分
      、pH、大腸桿菌
      、生物耗氧量、臭味等都有相應(yīng)的嚴(yán)格要求
      。自來水用活性炭處理，可以除去有機(jī)雜質(zhì)
      、各種臭味，這比用氯和漂白粉處理好
      ，它不會(huì)造成含氯碳?xì)浠衔?如氯甲烷)的形成
      。此外
      ，活性炭處理自來水不會(huì)導(dǎo)致Ca
      、Mg的損失。隨著科技的進(jìn)步
      ，人們對(duì)飲用水的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格
      。原來指標(biāo)意義上的城市自來水已經(jīng)不適合人類飲用，越來越多的國家和地區(qū)已對(duì)自來水的經(jīng)營(yíng)企業(yè)做出更加嚴(yán)格的規(guī)定
        ，例如美國就嚴(yán)格規(guī)定，城鎮(zhèn)自來水廠如不采用活性炭處理就不準(zhǔn)賣水
        。我國絕大多數(shù)城市飲用水達(dá)不到**衛(wèi)生組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)
        ，其主要原因就是我國的自來水供給行業(yè)受成本限制，在水處理過程中只采用了少量活性炭或根本不用活性炭
        。

       

      
  （2）工業(yè)用水的處理

       

      
  工業(yè)用水因使用目的不同而有不同的標(biāo)準(zhǔn)。高純度水主要應(yīng)用于電子工業(yè)
        、化學(xué)工業(yè)
        、醫(yī)藥工業(yè)
        。無論采用何種方法獲得高純度水
        ，活性炭處理必然是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ；钚蕴刻幚碇饕浅ビ袡C(jī)物、膠質(zhì)
      、農(nóng)藥殘留物、游離氯
      、致“熱原”和少量的二氧化碳和氧等氣體。(去除氣體對(duì)高壓或臨界狀態(tài)運(yùn)行的發(fā)電鍋爐尤為重要)

       

      
   

       

      
  （3）城市居民生活污水的處理

       

      
  隨著人類文明的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展
      ，城市化進(jìn)程必然加速
      ，這就使城市居民生活污水污染水源的問題變得尤為嚴(yán)重。為了治理城市居民生活污水
      ，一般采用“二級(jí)”或“三級(jí)”處理，活性炭通常用于三級(jí)處理中的第三級(jí)處理，經(jīng)過三級(jí)處理的水質(zhì)可達(dá)到總有機(jī)碳含量＜5mg/L
      ，高錳酸鹽指數(shù)＜10mg/L，從而大大減輕對(duì)環(huán)境的破壞程度
      。

       

      
  城鎮(zhèn)污水處理

       

      
  （4）工業(yè)廢水的處理

       

      
  工業(yè)廢水的處理是環(huán)境保護(hù)的重大課題之一。由于工業(yè)企業(yè)的門類很多
      ，不同工廠企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，工業(yè)廢水的水量和所含污染物也千差萬別
      ，但絕大多數(shù)都有毒害作用。工業(yè)廢水處理通常也分為“二級(jí)”和“三級(jí)”處理
      。工業(yè)廢水處理凈化后
        ，不僅能防止對(duì)江河湖海的污染，同時(shí)可以回收部分有用物質(zhì)
      ，可以部分或全部將生產(chǎn)用水回用，對(duì)能源和資源都是莫大的節(jié)約
      。特別是對(duì)嚴(yán)重缺水的國家和地區(qū)尤為值得重視
      ?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ；钚蕴课椒ㄗ鳛楣I(yè)廢水深度處理的一種重要方法或環(huán)節(jié)
      ，絕大多數(shù)用在第三級(jí)，但也有少量用于只有二級(jí)處理的第二級(jí)
      ?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ！?
       

      
   

       

      
  二
      、氣體污染防治

       

      
  （1）室內(nèi)空氣污染的防治

       

      
  人們的日常生活
      ，如居室
      、廚房、廁所以及公共場(chǎng)所等
      ，由于人們的生活活動(dòng)
      ，都會(huì)給自己的生活小環(huán)境的空氣帶來一定程度的污染。其污染物主要是少量的H2S
      、SO2
      、CO
      、CO2
      、氮氧化物
      、NH3
      、居室裝潢的揮發(fā)性溶劑
      、油煙及汗酸臭味等等。采用活性炭吸附過濾法*為合適
      ，通常是用活性炭過濾和空調(diào)
      、換氣設(shè)備聯(lián)用的方法
      。建議研制吸附性能好
      、流體阻力小的活性炭制品
      ，嵌裝在空調(diào)或換氣設(shè)備(吸排油煙)的氣體入口位置
      ，可能會(huì)收到理想效果，如能加上定期更換的服務(wù)定會(huì)大受歡迎
      。

       

      
  室內(nèi)空氣污染防治

       

      
  （2）煙氣脫硫

       

      
  煤和石油的使用都造成硫的排放
      ，由其引起的全球的硫污染已經(jīng)成為大氣污染防治的一個(gè)重要內(nèi)容。我國70%的能源來自燃煤，硫已經(jīng)成為我國大氣污染的主要污染源
      。據(jù)國家有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，我國絕大部分大中城市和近三分之一的國土都受到酸雨的危害
      ，有個(gè)別城市酸雨的pH已達(dá)到4
      。防治酸雨已成為我國環(huán)境保護(hù)的緊迫內(nèi)容
      。要治理硫的污染有兩條路可選：一是盡可能采用含硫低或不含硫能源
      ，二是煙氣脫硫。煙氣脫硫目前有3種技術(shù)路線：石灰乳中和
      、高壓電場(chǎng)氧化和活性炭脫硫
      ，其原理如下：

       

      
  Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2
      ，

       

      
  2SO2+O2（高壓電廠或活性炭）→2SO3
      ，

       

      
  SO3+2H2O→H2SO4，

       

      
  2H2S+O2→2S+2H2O
      。

       

      
  3種方法各有利弊，石灰乳中和法具有上馬快
      、易操作的優(yōu)點(diǎn)
      ，但生成物為亞石膏
      ，二次處理只能摻入做水泥
      ，硫元素沒有很好利用
      ；高壓電場(chǎng)法具有設(shè)備簡(jiǎn)單
      、硫利用好
      ，這是近年來才研究成功的方法
      ，所得稀硫酸加氨水中和生成硫酸銨作為肥料，但硫化氫脫除有一定困難
      ；活性炭脫硫國內(nèi)外均比較成熟，而且可以脫除SO2
      、H2S和有機(jī)硫
        。國外大型煙氣脫硫(如電廠脫硫)和國內(nèi)化肥廠的合成氣脫硫大多采用活性炭脫硫工藝
        。

       

      
   

       

      
  有研究表明：活性炭脫硫率與活性炭表面含氧基團(tuán)有關(guān)
      ，主要與“=Ｃ=Ｏ”(烯酮基)有關(guān)
      。此外
      ，活性炭擔(dān)載氧化鋁
      、硫酸錳、水楊酸和胺基可提高煙氣脫硫能力
      。

       

      
  （3）汽車尾氣污染防治

       

      
  研究表明：汽車已經(jīng)成為城市空氣的重要污染源之一，據(jù)測(cè)定
      ，汽車燃油揮發(fā)物造成的污染占汽車總污染的30%-40%，占尾氣排氣污染的60%-70%
      。燃油揮發(fā)物和排氣中的碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下會(huì)造成光煙霧污染
      。此外燃油的揮發(fā)既浪費(fèi)了能源
      ，也給司機(jī)和乘客帶來了不愉快的氣味
      。發(fā)達(dá)國家
      ，如美
      、日
      、西歐各國早在20世紀(jì)70年代就用活性炭吸附的燃油蒸發(fā)控制裝置(ELCD)來解決這一問題
      。我國近年來也正在進(jìn)行這方面的研究開發(fā)
      。

       

      
   

       

      
  三、活性炭應(yīng)用展望

       

      
  預(yù)測(cè)本世紀(jì)活性炭的用途主要還是水處理方面，但是使用活性炭的國家將從發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)向一些較發(fā)達(dá)國家
        ，如阿根廷
        、巴西和墨西哥等國
        。預(yù)計(jì)2003年，**活性炭產(chǎn)量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將再增加12萬ｔ
        ，發(fā)達(dá)國家的增長(zhǎng)速率可達(dá)4%，而發(fā)展中國家可能達(dá)到10%
        。活性炭?jī)r(jià)格也會(huì)穩(wěn)中有升
        。可以預(yù)料由于工業(yè)的蓬勃發(fā)展
        ，**人口的增長(zhǎng)
        、生活條件的改善
        、環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)以及水資源的緊缺
        ，都將刺激活性炭工業(yè)的發(fā)展
        ，深加工活性炭、高檔活性炭將會(huì)有更大的市場(chǎng)
      。隨著生活條件的改善、環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)以及水資源的緊缺
      ，都將刺激活性炭工業(yè)的發(fā)展，深加工活性炭
      、高檔活性炭將會(huì)有更大的市場(chǎng)
      。

      
              
      
            
      
            
      
              
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