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摘要：基于工业废水处理回用的重要性，本文活性炭吸附法为论述对象，通过吸附原理与应用优势的分析，论述了其在炼油化工废水回用中的具体应用，所述内容具有一定的参考性，以期在行业间形成技术技术交流。
关键词：炼油化工；废水回用；活性炭吸附技术
引言：在我国水资源日益匮乏的发展形势下，工业废水回用已成为节水措施的趋势所在，特别是在石油化工领域，由于生产过程用水量较大，因此将所排废水在经深度处理后可再次用于生产（例如可作于机械设备冷却水），从环境角度与经济角度均表现出良好的效益。
1.活性炭吸附机理分析
利用活性炭进行工业废水处理，主要是通过其表面所具有的吸附功能来对有害物质（一种或多种）进行清除，以此达到净化废水的效果。从本质上讲，活性炭的吸附属于一种界面现象，可分为物理吸附与化学吸附两种形式，而吸附功效的表现为二者共同作用的综合产物，具体为：
（1）物理吸附。由于活性炭表面分子各向受力不均而内部分子受力均等，因此在力的作用下容易使其他物质的分子吸附于表面；
（2）化学吸附。在成分组成上，活性炭因与被吸物之间发生化学反应而达到吸附净化的效果。
当溶液中活性炭的吸附效率同步于解析效率时（即单位时间内活性炭的吸附量与解析量相等），溶液中与吸附于活性炭表面的被吸附物便会在数量上达到一个动态平衡状态（即为活性炭的吸附平衡点），此时其浓度固定不变，而活性炭的吸附量q（单位活性炭的吸杂量，表示活性炭的吸附能力，g/g）则可通过下式1-1确定：
式中：K为与活性炭温度和表面积相关的系数；N为与温度相关的常数。
2.工业废水处理中活性炭吸附法的优势
在工业废水净化处理中，活性炭吸附法的运用表现出以下特征：
a）吸附过程稳定、净化效果良好且对水量与浓度多变及成分复杂的废水能够很好的适应和处理；
b）针对废水中重金属与有机毒物，提升了微生物的抗性；
c）可因活性表面物质的吸附而使曝气池中的起泡沫问题得到有效解决；
e）净化过程可产生具有凝聚能力的微生物和碳体，由此形成的稠密、坚实污泥使活性污泥法的操作条件得到了有效改善。
作为一种集物理吸附与化学吸附于一体的综合吸附方法，活性炭吸附法即可物理吸附难溶性有害物质，又可通过化学反应吸附有害离子，同时具备了物理、化学处理方法的优势。此外，在工业废水净化中，活性碳吸附法具有较高的处理质量和效率，为现代工业废水研究领域重要课题之一。通过理论研究与实践总结发现，由于活性炭为多孔结构，相对表面积极大，因此吸附能力表现高效，并且在碳链结构下，使其在使用过程中因刚性较大而不易发生结构变形，故而有利于吸附能力的保持。
在物理吸附的表现方面，活性炭吸附法无需额外掺加化学助剂便可直接吸附废水中的微小杂质以及处于游离状态的铬和汞等重金属有毒离子，如此既使废水处理成本在一定程度上得到了降低，又避免了因化学助剂投放所带来的环境污染和其他危害。
除上述优势外，在工业废水处理中，活性炭吸附法广泛应用的重要原因之一便是其生产制造成本较低，大多是将生活中的有机废料简单碳化和气体处理后便可形成成品。此外，活性炭稳定性较好，在经废水处理后其性质与结构均不会发生变化，故而可以回收再利用，且在实际操作中只需简单用水冲刷和洗剂晾晒后便可再次使用，目前我国大多工厂均使用该方法进行工业污水处理。
3.活性炭吸附法在炼油化工废水回用中的应用
在石油化工领域，采用活性炭吸附法进行含油废水处理涉及石油开采、石油提炼以及油品运输（如游轮泄露）等多个行业，并且由于在炼油过程中所产含油废水较多且对生态环境（尤其是水资源）破坏严重，因此一直以来为工业废水处理任务的关键内容之一。
在炼油废水处理中，属于有机物质的石油一般清除难度较大，只有遇到与之相容性较好的物质才可将其吸附除去，而活性炭虽然具有亲油特性，但是相对表现一般，因此在对炼油废水中乳化油、溶解油与分散油吸附时在吸附容量上存在一定的上限（一般为30～70mg/g）；此外，由于活性炭在经吸油处理后很难进行再次利用，使得炼油废水处理成本在较大程度上得到了提升，因此在实际应用中多是将活性炭作为最后一级处理，即是在通过有机吸附及多级处理后，再用活性炭来清除废水中的微量污染物和剩余油污，以此达到深度净化的目的。通常情况下，在经活性炭吸附处理后，炼油废水中的含油量（包括油类物质）会低于0.1～0.2mg/L。
基于炼油化工废水回用技术的分析，活性炭吸附技术分动态吸附与静态吸附两种形式，而在水处理技术运用中，通常会采用固定床的动态吸附技术，通过对动态吸附实验的设计，可以保证项目参数以及活性炭评价性能运用的稳定性。炼油废水在经活性炭深度处理后，可使废水中COD（化学需氧量，采用含氧成分的化学药剂对有机物废水进行氧化分解时所需要的氧气成分的总量，表示水质污染程度，单位为ppm或mg/L）有效降低，同时在与臭氧结合后，利用其对水中有机物的分解氧化作用，可在进一步提升COD去除效率的同时在一定程度上有利于总固体含量的去除和腐蚀速率的控制。采用连续通水实验测定的活性炭饱和吸附量随不同参数的水质而不同，且在活性炭吸附前加上混凝过滤对废水进行预处理可以有效的提高吸附效率。
对于活性炭吸附在炼油废水处理中的具体表现，试验表明，活性炭的吸附能力会随着时间的延长呈现出不断下降的趋势，而浊度去除率中的曲线变化主要反映出了活性炭在过滤中的截留能力，并在通水大约50h之后，水质的浑浊程度会呈现出不断下降的状态，也就意味着活性炭的截留能力呈现出饱和状态。通过COD以及总固体去处表示率问题分析中，活性炭的吸附能力会在60h后完全失去，其中的去除率会呈现出负值。这种现象的出现主要是活性炭中的微孔吸附处于饱和阶段，而且，过多截留中的杂质会呈现出污染状态。如果反映在实际水处理工程中，此时的处理设备不但应进行反冲洗，清洁炭粒表面，还应对活性炭进行再生，从而为炼油企业废水的合理回用提供良好支持，促进炼油企业资源的稳定利用。
结语：
实际上，就我国当前的发展实况而言，石油化工领域在节水减排方面正呈逐渐弱化的趋势，特别是在炼油废水达标与排放标准问题上，已在一定程度上阻碍了废水回用技术的发展。故此，对于现代炼油企业而言，在加快日常生产的同时，还需科学建立废水回用机制，为水资源循环利用及环境保护构建有力保障，以此实现人类社会的可持续发展。
参考文献：
[1]李春松.活性炭吸附法在处理工业废水中的应用[J].绿色科技，2015，（1）.
[2]宋立伟.试论工业废水处理中的活性炭吸附法应用[J].科技视界，2013（18）.
[3]任京东，窦丽媛，孟祥海，等.我国炼油企业节水减排的技术与措施[J].现代化工，2011，（1）：5~9.