活性炭吸附 的机制 重金属离子

　　活性炭吸附重金属离子 机理，根据其孔隙结构和比表面积，污泥 活性炭 可以物理或化学吸附不同废水中的有害物质，因此可用于 印染废水 、重金属废水、制药废水、 焦化废水 等废水的处理。

　　染整废水具有含水量高、 有机污染物 含量高、碱度强、水质变化大等特性，是一种难处理的工业废水。污水中含有染料、浆料、添加剂、油脂、酸、碱性纤维杂质、沙子、无机盐等。

　　工业上常用的染料废水的脱色方法有 絮凝沉淀法（气浮） 、电解 氧化法 、吸附和生物降解等。使用污泥 活性炭 处理 印染废水 是一种新技术。

　　研究了 活性炭吸附重金属离子 的机理，以污泥 活性炭 为吸附材料，甲基紫，结晶紫，孔雀石绿 和 亚甲基蓝 为 吸附质，波 活性炭 对污泥 活性炭 的吸附性能。发现染料溶液的酸碱性对污泥 活性炭吸附 的影响，碱性条件有利于吸附。主要原因是 pH值 改变了污泥 活性炭 荷电状态 的表面和染料的存在形式。吸附定律可以用 兰默尔 等温方程和 弗雷德利希 方程来描述。

　　通过研究活性污泥对染料的吸附量与 pH值 的关系，发现当 pH值 降至约时，活性污泥对活性艳红X-3B的吸附量迅速增加。pH下降到附近后，虽然吸附量随 pH值 的降低而继续增加，但变化不大。Ph值为3是合适的吸附点。根据污泥对混合染料废水的吸附，推测吸附是电吸附。

　　在环境污染方面，重金属主要指具有明显生物毒性的汞、镉、铅、铬和类金属砷，以及锌、铜、 钴 、 镍 、锡和 钒 等有毒重金属。目前认为 活性炭吸附重金属离子 的机理主要是金属离子在 活性炭 表面进行 离子交换吸附，并且还存在含氧官能团在 重金属离子 和 活性炭 表面的化学吸附和 活性炭 表面沉积 重金属离子 后的物理吸附。

　　以城市污水厂污泥为原料制备的污泥 活性炭，以 氯化锌 为 活化剂 和 氯化铁 或 氯化铵 为添加剂，可以吸附废水中的各种金属离子，如Gr，Hg，Zn，Pb，Ni，Cu，等。通过以城市污泥 改性物 为吸附剂对 Cr 废水的处理实验，得到了吸附 Cr 废水的** 佳条件: 吸附时间20min，pH值 中性，Cr（ⅵ） 初始浓度不超过50mg L-1，温度30 ℃。研究表明，溶液pH、吸附剂投加量、初始离子浓度和吸附时间等因素对污泥 活性炭吸附 中硫化氢的吸附效果有影响。吸附过程符合一阶动力学方程组。吸附剂的使用可以有效去除工业废水中的Hg（Ⅱ） 离子。

　　目前，在金属废水中广泛应用的污泥 活性炭 还存在两个问题:

　　目前，活性炭吸附 的研究大多集中在 于单 金属离子的吸附水平，应致力于各种 重金属离子 共吸附污泥 活性炭 的研究。

　　污泥产生 活性炭 只对一些重金属有较好的处理效果，其吸附应用范围较窄。因此，应加强对其广泛应用的探索。

　　根据活性炭吸附重金属离子机理，焦化废水是典型的高浓度、高污染、难降解的工业废水。我国对焦化废水的生物脱氮处理主要采用AMAX O、A2 max O、SBR等工艺。用污泥活性炭处理焦化废水，效果好，经济效益高。

　　以污水处理厂脱水污泥为原料，在活化温度为550℃、浓度为5mol·L-1、固液比为40min的条件下，制备出5mol·L-1污泥活性炭。通过研究发现，污泥活性炭处理焦化废水时，脱色效果随污泥投加量活性炭的增加而提高，脱色效果随温度的升高而降低，吸附时间可达360min，实际处理焦化废水无需调节pH值。其对COD的吸附容量可达g-1，出水浓度COD为1mel-1，达到国家一级排放标准。对污泥活性炭至焦化废水COD的深度处理研究表明，污泥活性炭具有良好的吸附性能和较大的分子直径。以膜扩散法为主要控制步骤，吸附浓度在70min时达到** 大值COD。

　　制药行业产生的废水中的污染物来自难降解和剧毒的化学品。生物法制药废水处理是目前常用的方法，活性炭法制药废水处理是近年来一个新的研究方向。

　　以城市污水处理厂污泥二沉池和脱水污泥为原料，采用物理化学方法制备了新型污泥活性炭，并进行了吸附实验。结果表明，改性污泥活性炭表面粗糙度增加，孔结构更加发达，有效吸附量加替沙星、吸附等温线可用Freundlich经验公式拟合。吸附时间为5~10h，吸附量可达6~7 mg·g~（-1）。因此，污泥活性炭作为抗生素废水或其他难降解废水的净水剂是可行的，也为污泥的再利用提供了一条很好的途径。

　　但本实验仅对污泥活性炭吸加替沙星的效果和机理进行了分析，在吸附剂的重金属含量是否达标、是否会造成二次污染、制备成本是否经济等方面与实际仍有一定差距。制备过程中产生的废气、废水等问题有待进一步研究。

　　该污泥类型的吸附容量活性炭可达到普通商品活性炭的80%，但其生产成本远低于常规活性炭。活性炭处理后的废水水质清澈，有机物含量低，达到排放标准。如果能商业化利用微生物固化活性炭来延长活性炭饱和时间，从而降低成本，将为我国城市污水厂的可持续发展提供一条新的途径。