摘要：酚類廢水是典型的污染廢水，是一種生物毒性物質。隨著國家相關法律政策的日益嚴格，酚類廢水已成為廢水處理的重點和難點。文章介紹了近年來活性炭吸附法處理酚類廢水的研究進展，簡要介紹了活性炭處理酚類物質的吸附機理，詳細討論了該方法的各項參數，包括活性炭的選擇及預處理，廢水的值pH，反應時間，用量，溫度等。
酚屬高毒物質。酚類化合物在生物體內能夠使細胞組織失去活性，蛋白質受到酚類化合物的侵害后，可凝固形成不溶性蛋白質。酚類化合物對神經系統的破壞尤為嚴重，能誘發神經系統產生病變現象。人體攝入一定量酚類后會出現急性中毒癥狀，長期飲用被酚污染后的水，將引起頭昏，貧血等癥狀并造成神經系統障礙，對人體造成嚴重危害。改革開放以來，隨著石油化工、煉油、塑料、制藥等工業的快速發展，排放的含酚廢水的種類與數量也日益增加，對人民的身體健康造成了巨大的威脅。因此，酚類廢水的處理具有重要的社會意義。
目前，酚類廢水處理技術主要有生物法、萃取法、液膜法、電催化氧化法、吸附法等。其中生物法只試用于低濃度的酚類廢水，且微生物的繁殖條件較為苛刻；萃取法處理廢水時，抗廢水濃度變化沖擊的能力較弱，萃取的過程易造成溶劑和溶質出現嚴重逆向混合的現象，導致溶劑損失和次生污染的缺點，這也是制約萃取工藝推廣的重要因素；液膜法處理高濃度酚類廢水較為適宜，但出水很難達到標準；電催化氧化設備簡單、降解效率高，可在常溫常壓下操作，但該方法同時存在電流效率較低、穩定性較差等限制性因素；離子交換法、電透析法和基因工程等新興的處理方法又存在能耗高，設備投資費用高，難以實現工業大規模、連續化操作，技術尚不成熟等問題。
活性炭作為一種非極性吸附劑，來源豐富。活性炭比表面積高，孔容大，孔徑分布可控，表面化學物質可調，具有穩定的物理化學性質，對廢水的酚類物質可進行快速高效的吸附。
1 活性炭的吸附機理
活性炭能夠吸附主要兩個原因：
1.1 依靠自身獨特的孔隙結構，活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色，內部孔隙結構發達、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料。活性炭的組成元素因原料而異，大致含碳90%~95%，含氧2%~5%，含氫1.5%以下，幾乎不含氮和硫。活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，1克活性炭材料中的微孔，將其展開后表面積高達800~1500平方米，特殊用途的更高。
1.2 分子之間相互吸附的作用力
也叫“凡德瓦引力”。雖然分子運動速度受溫度和材質等原因的影響，但它在微環境下始終是不停運動的。由于分子之間擁有相互吸引的作用力，當一個分子被活性炭內孔捕捉進入到活性炭內孔隙中后，由于分子之間相互吸引的原因，會導致更多的分子不斷被吸引，直到添滿活性炭內孔隙為止。
2 活性炭吸附法處理酚類廢水優點
活性炭作為一種優良的吸附劑，在處理酚類廢水時表現出以下優點：
2.1 活性炭對水中有機物有卓越的吸附特性苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產品等具有較強的吸附能力，而且對用生物法和其它化學法難以去除的有機污染物，如色度、異臭、亞甲藍表面活性物質、除草劑、殺蟲劑、農藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類化合物及許多人工合成的有機化合物等都有較好的去除效果。
2.2 適應力強活性炭對水質、水溫及水量的變化有較強的適應能力。
2.3 簡單易行活性炭水處理裝置占地面積小，易于自動控制，運行管理簡單。
2.4 可再生飽和炭可經再生后重復使用，不產生二次污染。
2.5 可回收活性炭可回收有用物質，如處理高濃度含酚廢水，用堿再生后可回收酚鈉鹽。
3 影響活性炭吸附酚類廢水的因素
3.1 活性炭的選擇及預處理，由于酚類廢水的成分及含量不同，因此需要選擇合適比表面積、孔徑分布、孔容以及表面化學性質的活性炭，以確保達到較好的處理效果。
唐婧等使用粉末活性炭處理苯酚廢水，在一定的實驗條件下苯酚去除率可達98.4%；PGirodsap等使用碎木板廢棄物制作活性炭來處理含酚廢水，較大吸附容量可以達到0.5g·g-1碎木板廢料很廉價，用其處理含酚廢水具有巨大的經濟價值；張小廣等研究了活性炭在酸（HNO，H2SO4，HCI）和堿（NaOH，氨水）處理后對苯酚吸附性能的影響，測定了活性炭的亞甲基藍值、碘值和表面官能團等基本物理化學參數。研究發現：NaOH、氨水改性活性炭對苯酚的吸附值比未改性活性炭分別提高了56.70%和47.40%；朱冬梅通過對表面改性活性炭對水中三氯酚的去除及再生實驗研究，得出鐵錳改性活性炭對低濃度2，4，6—三氯酚的動態吸附效果很好，且在純水中的吸附比在自來水中的吸附效果要好一些；丁春生等通過氨水改性活性炭的制備及其對苯酚吸附性能的研究，得出與未改性活性炭相比，氨水改性活性炭對于苯酚的去除率有明顯的提高活性炭經氨水改性后表面多處塌陷，原有孔隙結構遭到破壞，暴露出更多內部構造，比表面積略有提高，是未改性活性炭的1.057倍，表而酸性官能團含量降低，是未改性活性炭的0.42倍；岳欽艷等回采用活性炭纖維對模擬廢水中的苯酚、對氯苯酚、對硝基零進行吸附，結果表明：想同條件下去除率：苯酚87%＜對氯苯酚96%＜對硝基苯酚99%，吸附等溫線能于DubininRadushkevich方程較好地擬合。
3.2 廢水的pH
活性炭表面各類含氧基團、官能團，主要以-CHO，-OH，-COOH，-C=O四種形式存在，它們通常是活性炭吸附的活性中心。pH作為重要的介質因素，不僅僅影響吸附點解離，而且影響酚類廢水的化學水解，氧化還原反應和沉淀等。吳紅梅等通過活性炭對模擬含酚廢水的吸附實驗研究，在活性炭投加量為1.6g溫度為25℃，分別考察pH為2、4、6、8、10時，活性炭對苯酚的去除率的影響。實驗發現：當pH,在2-6范圍內，苯酚去除率隨pH增加而提高。這主要是由于苯酚呈弱酸性，且溶解度不大，在酸性條件下，苯酚分子在活性炭上以吸附為主。當pH在6-12范圍內，隨著pH的增加，苯酚在水溶液中發生電離，離解成，質子和苯氧負離子。然而，此時活性炭對上述極性大的離子形態的有機物吸附能力較弱。所以，在pH大于6時，活性炭對笨酚的吸附能力會明顯降低，為了保證活性炭對苯酚具有較高的去除率，pH應控制在6左右。
3.3 反應時間
活性炭在吸附柱內要有足夠長的停留時間以確保其較高的去除率，但停留時間不宜過長，否則會影響活性炭吸附處理流程的連續化操作并太幅度減少其處理容量。唐婧等按一定實驗方法，控制時間分別是5、10、20、30、60、90min，測定苯酚濃度，結果表明苯酚的去除率和吸附量均隨時間增加而增加，特別是從0~5min，去除率和吸附量增加斜率大，大量活性炭吸附位點能迅速吸附苯酚，30min后斜率增加趨于平緩，說明吸附基本達到平衡，因此實驗吸附時間確定為30min。
3.4 活性炭的用量
活性炭用量應根據酚類廢水的具體物質，含量等找到較佳的用量，以保證活性炭在較佳吸附柱工況下運行。若用量過大，造成浪費，不經濟合理，但用量過少，將達不到吸附效果。孫維義通過對微波-活性炭處理模擬實驗室廢水研究，發現活性炭用量越大，米酚的去除率越大。活性炭用量的增加使其對苯酚的吸附量增加，同時，在單位時間內活性炭表面產生更多的“熱點”，更有利于反應的進行。但活性炭用量為6g時，苯酚去除率己達94.17%，此后隨著用量的增加，苯酚去除率增加緩慢。因此，實驗選擇活性炭用量為6g。
3.5 溫度
溫度也會對活性炭處理酚類廢水產生一定影響。吳紅梅等在活性炭投加量為1.6g，分別考察溫度10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃時，活性炭對不酚的吸附效果。當溫度小于，30℃時，苯酚去除率隨著溫度的升高而增加，這是因為隨著溫度的升高，苯酚電離程度變大，苯酚和水溶液形成氫鍵的能力變弱，所以活性炭更加容易吸附苯酚，使苯酚的吸附效果越來越好，當溫度大于30℃時，苯酚去除率隨著溫度的升高而下降，這是因為活性炭吸附苯酚屬于放熱反應，隨著溫度的升高，平衡會向活性炭脫附的方向移動，苯酚吸附容量會降低。因此，較佳吸附溫度為30℃。
4 結語
活性炭吸附法在處理酚類廢水領域具有廣闊的應用前景。在我國，目前活性炭的供應比較緊張，再生設備少，再生費用高，限制了活性炭的廣泛使用。今后研究的重點應為制備新型高強度活性炭，并通過物理化學生物等多學科交叉綜合的方法改善其表面性質，從而進一步增加活性炭的吸附容量與吸附速率，同時加強吸附飽和活性炭再生技術的研究，以降低成本，使活性炭處理酚類廢水技術向著更加科學美好的方向發展。