活性炭对重金属的去除率及影响因素分析

　　活性炭因其高比表面积、丰富孔隙结构和表面官能团，被广泛应用于水处理中的重金属去除。其去除率受多种因素影响，不同条件下对铅(Pb²⁺)、镉(Cd²⁺)、铬(Cr⁶⁺)、汞(Hg²⁺)等重金属的吸附效率差异显著。

　　影响去除率的关键因素

　　1) 活性炭特性

　　比表面积：越大吸附能力越强(优质活性炭可达1000-1500 m²/g)

　　表面官能团：含氧基团(如羧基、酚羟基)可增强对Pb²⁺、Cd²⁺的螯合作用

　　孔径分布：微孔(<2 nm)吸附小分子重金属离子，中孔(2-50 nm)利于扩散

　　(2) 水质条件

　　pH值：

　　Pb²⁺、Cd²⁺：最佳pH 5-6(低pH竞争H⁺，高pH可能沉淀)

　　Cr⁶⁺：酸性条件(pH 2-3)下以HCrO₄⁻形式更易吸附

　　共存离子：Ca²⁺、Mg²⁺等会竞争吸附位点，降低效率

　　3) 操作参数

　　接触时间：通常30-120分钟可达平衡

　　投加量：增加活性炭用量可提高去除率，但经济性下降

　　提高去除率的技术优化

　　化学改性：用HNO₃、NaOH等处理，增加表面含氧官能团，提升对Cd²⁺、Pb²⁺的吸附能力20-40%

　　负载纳米材料：如铁氧化物(Fe₃O₄)修饰活性炭，可特异性吸附As³⁺、Cr⁶⁺

　　组合工艺：活性炭+生物法(如SRB菌)可深度去除Hg²⁺等难处理重金属

　　实际应用建议

　　高浓度重金属废水：优先选用改性活性炭或复合吸附材料

　　低浓度深度处理：颗粒活性炭(GAC)过滤柱长期运行更经济

　　Cr⁶⁺处理：需先酸性还原为Cr³⁺，再吸附效果更佳

　　活性炭对重金属的去除率普遍较高(70-99%)，但需根据目标金属调整pH、炭类型及改性方式。在实际工程中，建议通过实验确定最佳参数，并结合其他工艺确保稳定达标。