中國(guó)是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，石油生產(chǎn)和消費(fèi)量巨大。但由于生產(chǎn)條件和環(huán)境技術(shù)落后，公眾環(huán)保意識(shí)低下，油污問(wèn)題更為嚴(yán)重。海洋油污的危害，沒(méi)有充分的發(fā)言空間。它影響海洋生物的生長(zhǎng)，降低海岸線的使用價(jià)值，破壞沿海基礎(chǔ)設(shè)施，甚至破壞海洋的自凈能力，破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)。

　　高效控制和管理海洋油污是當(dāng)務(wù)之急。一些一般方法用于油污染的海水處理如下：物理方法，包括籬笆，撇油器和油吸附材料，例如稻草，木屑、活性炭等，化學(xué)方法包括分散劑，油品縮合劑等化工產(chǎn)品;，生物修復(fù)技術(shù)和燃燒方法等新的處理方法。由于化學(xué)方法的試劑是潛在的二次污染源，海洋污染可能會(huì)更加嚴(yán)重。吸附氈只能除去海面油膜，而溶解油和乳化油的去除效果不是很理想，而且材料成本較高。用于生物修復(fù)的細(xì)菌需要載體，在大面積使用時(shí)不可能保持較好的效果。

　　在活性炭的制備和吸附性能研究領(lǐng)域已做了大量的研究工作。以酸處理過(guò)的原料來(lái)制造活性炭，研究了活性炭吸附劑的活化過(guò)程，對(duì)水中多環(huán)芳烴(PAHs)和雜環(huán)染料具有明顯的吸附效果。馬利克還用稻殼吸附劑處理酸性染料廢水，確定了最佳的吸附條件。為了找到有效的方法清除污染海岸的殘油和凈化油污海水，本實(shí)驗(yàn)采用活性炭作為吸附劑。

　　材料和方法

　　原料指標(biāo)如下：SiO 2%：≤50、C%：≥40、灰分%：≤45、體積密度g / cm 3：0.1-0.3、 導(dǎo)熱系數(shù)：≤0.05; H 2 O%：≤3。

　　實(shí)驗(yàn)計(jì)劃如下：

　　?準(zhǔn)備六種油污染海水混合物(750 ml，pH 6.83)和不同量的活性炭(0,5,10,15,20,25 g)在錐形瓶(1000 ml)中，并在室溫下靜態(tài)吸收3天，然后過(guò)濾玻璃砂芯漏斗G4(0.45微米)，并測(cè)量油的濃度。

　　?在錐形瓶(1000 ml)中準(zhǔn)備五種油污染海水(750 ml)和活性炭(10 g)的混合物，分別靜態(tài)吸收0 h，1 h，3 h，5 h，7 h，然后過(guò)濾通過(guò)玻璃芯漏斗G4(0.45微米)并測(cè)量油的濃度。

　　?在錐形瓶(1000 ml)中準(zhǔn)備五種油污染海水(750 ml)和活性炭(10 g)的混合物，靜置分別吸收0 h，1 h，3 h，5 h，7 h，然后過(guò)濾玻璃砂芯漏斗G4(0.45微米)并測(cè)量COD濃度。

　　對(duì)每個(gè)樣品分析三次重復(fù)。用紫外分光光度法和堿性高錳酸鉀(中國(guó)海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范(GB 17378.4-2007))分別測(cè)定油和COD的濃度。

　　結(jié)果與討論

　　最佳的吸附劑劑量

　　制備了六種海水(750ml)和活性炭(不同量的0,5,10,15,20和25g)的混合物，相應(yīng)于活性炭劑量0.00,6.67,13.33,20.00,26.67,33.33g / L ，吸附后的油濃度結(jié)果如圖2所示。海水初始油濃度為1.35 mg / L。如圖2所示，在活性炭劑量低于13.33 g / L時(shí)，油濃度迅速下降，最低濃度為0.39 mg / L。然而，隨著活性炭劑量的進(jìn)一步增加，沒(méi)有明顯的油濃度下降，在實(shí)驗(yàn)條件下最低油濃度為0.22mg / L。

　　圖2：油濃度分布圖

　　從除油效率的角度考慮，當(dāng)活性炭用量為0?13.33 mg / L時(shí)，除油率從0增加到71%??，活性炭用量從13.33增加到33.33 mg / L，提高12.7個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到最高的83.7%。因此，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，活性炭用量為13.33 mg / L是最佳選擇。

　　最佳的吸附時(shí)間

　　圖3給出了相同活性炭投加量為13.33 mg / L時(shí)不同吸附時(shí)間的吸附曲線，可以看出隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，活性炭吸附下油污染海水中油濃度的變化情況。初始時(shí)間油濃度顯著降低，并在一定時(shí)間后趨于平衡。分析表明，這種現(xiàn)象與活性炭吸附劑的吸附活性和表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。含有稻殼的硅對(duì)吸附起著關(guān)鍵作用。稻殼中的硅形成空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并存在于稻殼表面上的蜂巢孔內(nèi)部。開(kāi)始時(shí)，蜂窩孔中的吸附物被快速吸附，對(duì)應(yīng)于更高的去除效率。然后，由于微毛細(xì)管的作用，吸附劑難以從溶液轉(zhuǎn)移到吸附活性位點(diǎn)。因此，解吸成為主導(dǎo)過(guò)程?？朔⒚?xì)管效應(yīng)后，吸附趨于平衡。

　　圖3：油濃度與吸附時(shí)間的曲線。

　　吸附效率在第一個(gè)小時(shí)內(nèi)迅速增加，三小時(shí)吸附后趨于穩(wěn)定，最大除油率為71%。三小時(shí)后沒(méi)有出現(xiàn)明顯的除油增加，相反，由于解吸過(guò)程出現(xiàn)少量的油濃度增加。結(jié)果，活性炭的最佳吸附時(shí)間是三小時(shí)。

　　活性炭COD的去除

　　圖4給出了COD去除率和濃度隨吸附時(shí)間的曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，初始3小時(shí)吸附后COD濃度由3.39 mg / L降至2.2 mg / L，相當(dāng)于去除率的35.1%。隨后趨于穩(wěn)定，最低值為1.78 mg / L，最高去除率為47.5%。

　　圖4： COD濃度和吸附時(shí)間的去除。

　　結(jié)合圖3和圖4，我們發(fā)現(xiàn)油污水中的油脂和COD的去除率存在一定的相關(guān)性，表明活性炭在油污水處理中具有較強(qiáng)的吸附能力。

　　活性炭的吸附能力主要取決于其表面的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)。活性炭通常是一種微孔碳，在其表面形成一個(gè)獨(dú)特的吸附結(jié)構(gòu)，其表面含有大量的不飽和碳。它具有較高的比表面積，含有大量的不規(guī)則結(jié)構(gòu)或表面功能結(jié)構(gòu)，由于微孔和多孔壁分子的相對(duì)作用而產(chǎn)生強(qiáng)分子場(chǎng)，為分子的物理和化學(xué)變化提供高壓系統(tǒng)吸附。當(dāng)微孔和分子具有相似的尺寸時(shí)，在范瓦爾斯力的作用下相鄰的吸附場(chǎng)疊加在一起，導(dǎo)致孔內(nèi)的吸附潛能增加。由于活性炭纖維表面被多孔多孔，易吸附和解吸附，活性炭是一種優(yōu)良的吸附劑。

　　結(jié)論

　　通過(guò)活性炭吸附凈化油污水仍然空白。實(shí)驗(yàn)研究了最佳吸附條件，得出如下結(jié)論：

　　?活性炭對(duì)油污海水具有良好的吸附能力，可有效去除海水中的可溶性乳化油。

　　?不同的活性炭用量表示不同的去除效率，最佳吸附時(shí)間為3?5小時(shí)，去除率可達(dá)71%。

　　總而言之，使用經(jīng)濟(jì)高效的原料制造的活性炭在凈化油污海水方面表現(xiàn)出理想的效果。由于其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原料資源豐富，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，成為油污海水和污水的處理的理想材料。