工艺原理
活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，其表面存在大量的含氧基团如羧基、羟基等，这些特性使得它具有很强的吸附能力。污水中的污染物分子通过范德华力、静电引力、化学键力等作用，被吸附到活性炭的表面和孔隙中，从而达到去除污染物的目的。
适用范围
可处理的污染物种类：能有效去除污水中的有机物，如酚类、苯类、石油类、农药及染料等；还能去除重金属离子，如汞、铬、铅等；对一些溶解性无机物，如氨氮、硫化物等也有一定的去除效果；此外，还可用于去除污水中的色度、异味和余氯等。
不同行业污水：广泛应用于化工、制药、印染、食品、电镀等行业的污水处理。
具体应用方式
单独使用
间歇式吸附：将一定量的活性炭加入到装有污水的容器中，通过搅拌使活性炭与污水充分接触，经过一定时间的吸附后，通过沉淀或过滤将活性炭与处理后的水分离。这种方式适用于处理水量较小、水质变化较大的情况。
连续式吸附：污水连续通过填充有活性炭的吸附柱或吸附塔。这种方式处理效率高，适用于大规模污水处理。
与其他工艺联合使用
与生物处理工艺联用：在生物处理工艺之后设置活性炭吸附工艺，可进一步去除生物处理后残留的难降解有机物、色度和异味等，提高出水水质。例如在活性污泥法处理污水后，再经过活性炭吸附过滤，可使出水达到更高的排放标准。
与化学处理工艺联用：先通过化学方法（如混凝、氧化等）对污水进行预处理，去除大部分悬浮物和部分有机物，然后再利用活性炭吸附剩余的污染物。这样可以减少活性炭的负荷，延长其使用寿命。
应用案例
印染废水处理：印染废水具有色度高、有机物含量高、成分复杂等特点。某印染厂采用“混凝沉淀 - 生物接触氧化 - 活性炭吸附”的联合处理工艺，经过活性炭吸附后，出水的色度、化学需氧量（COD）等指标均大幅降低，达到了国家排放标准，且水可以回用。
制药废水处理：制药废水含有大量的抗生素、化学合成药物等难降解有机物，对环境危害较大。某制药企业采用“水解酸化 - 活性污泥法 - 活性炭吸附”工艺处理废水，活性炭吸附对难降解有机物的去除起到了关键作用，出水水质满足后续处理要求或可直接排放。
优缺点
优点
吸附效果好：能够有效去除多种污染物，对一些难降解有机物和微量污染物也有较好的去除能力。
操作简单：设备运行稳定，易于管理和维护。
适应性强：可以根据不同的水质和处理要求，调整活性炭的种类、用量和吸附工艺参数。
缺点
成本较高：活性炭的价格相对较高，且再生费用也不菲，增加了污水处理成本。
吸附容量有限：活性炭的吸附容量会随着使用时间的增加而逐渐降低，需要定期更换或再生。
可能产生二次污染：饱和的活性炭如果处理不当，会造成二次污染。
活性炭的选择与再生
活性炭的选择
材质：常见的活性炭材质有木质、煤质和椰壳质等。木质活性炭具有孔径分布均匀、吸附性能好的特点，适用于处理对吸附精度要求较高的污水，如饮用水深度处理。煤质活性炭价格相对较低，机械强度高，常用于大规模工业污水处理。椰壳质活性炭孔隙发达、吸附速度快，对小分子有机物和重金属的吸附效果较好，常用于对水质要求较高的电子、食品等行业的污水处理。
粒度：活性炭粒度大小影响其吸附性能和水力条件。较小粒度的活性炭比表面积大，吸附速度快，但在实际应用中，水流通过时的阻力也较大，可能需要更高的动力消耗。因此，需要根据具体的处理工艺和设备要求，选择合适粒度的活性炭。例如，在固定床吸附柱中，一般选用粒度适中的活性炭，以保证良好的吸附效果和水力条件。
碘值和亚甲基蓝吸附值：碘值反映了活性炭对小分子物质的吸附能力，亚甲基蓝吸附值则反映了其对较大分子有机物的吸附能力。在选择活性炭时，应根据污水中污染物的分子大小和性质，参考这两个指标来确定合适的活性炭。一般来说，对于含有较多小分子有机物的污水，可选择碘值较高的活性炭；对于处理含有较大分子有机物的污水，则应注重亚甲基蓝吸附值。
活性炭吸附工艺的发展趋势
新型活性炭材料的研发
为了提高活性炭的吸附性能和降低成本，研发人员正在探索新型活性炭材料。例如，通过对传统活性炭进行改性，如负载金属氧化物、纳米材料等，可增强其对特定污染物的吸附能力。此外，利用生物质废弃物（如秸秆、果壳等）制备活性炭，不仅可以实现废弃物的资源化利用，还能降低活性炭的生产成本。
与其他先进技术的集成
将活性炭吸附工艺与膜分离技术、高级氧化技术、电化学技术等集成，可发挥不同技术的优势，提高污水处理效率和出水水质。例如，活性炭与超滤膜组合形成的活性炭 - 膜生物反应器（MBR），可以同时实现对有机物的吸附和微生物降解，以及对悬浮物的截留，有效提高了污水处理效果。
总结
活性炭吸附工艺凭借其高效的吸附性能和广泛的适用性，在污水处理领域发挥着重要作用。虽然目前该工艺存在成本较高、吸附容量有限等问题，但随着新型活性炭材料的研发、与其他先进技术的集成以及智能化控制与管理的应用，活性炭吸附工艺将不断完善和发展，为解决日益严峻的水污染问题提供更有效的技术支持。同时，在实际应用中，应根据污水的水质特点、处理要求和经济成本等因素，合理选择活性炭和吸附工艺，确保污水处理效果和经济效益的平衡。
