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活性炭在废水处理中的应用——一个昂贵的错误?
2025-03-05


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活性炭常被视作高效去除污水中微量污染物的手段,但实际情况可能并非如此。在本次采访中,德国UNISOL的Reinhard Voigt博士将揭示该方法在生态与经济层面的弊端,并阐述污水处理领域的可持续替代方案。


Q:活性炭常被推荐用于去除污水中的微量污染物,为何您认为这种做法存在问题?

A:从表面上看,活性炭似乎是去除微污染物的有效技术。但从环境和经济影响来看,大规模使用会带来显著弊端。首先,活性炭生产需消耗大量原材料与能源 ——制造过程中需耗费大量煤炭或木材、椰壳等生物质原料,资源消耗量惊人。此外,废弃活性炭的处理成本高昂,通常需焚烧处理。随着燃煤电厂逐步淘汰,寻找合适的焚烧设施日益困难。所有这些因素表明,使用活性炭既非可持续之选,也非长期可行的解决方案。


Q:您能否详细说明资源消耗的规模及其对二氧化碳平衡的影响?

A:以 “ZeroTrace” 项目为例,若要实现微污染物平均80%的去除率,每立方米废水需消耗约30至40克粉末活性炭(PAC)。若在大型污水处理厂推广,仅德国每年的活性炭需求量就将达到约9.4万吨。需说明的是,这9.4万吨的用量是基于德国所有5类和4类规模污水处理厂均在第四处理阶段增设活性炭工艺的假设。


生产这些活性炭需加工约28万吨硬煤,若改用木材或椰壳等生物质原料,则需15倍的用量,同样难以实现可持续发展。活化炭材料所需的能源约为每吨85吉焦(GJ),由此每年还需额外消耗26.6万吨硬煤。综合计算,德国每年因活性炭生产产生的硬煤总需求高达54.6万吨,数量之巨令人震惊。二氧化碳排放同样令人担忧——仅活性炭生产环节每年就产生约17.1万吨二氧化碳,这还未计入运输和处理成本,这些数据充分凸显了使用活性炭对环境的巨大负担。


Q:是否存在在环境和经济上更可持续的活性炭替代方案?

A:是的,目前已有一些前景广阔的研究方向。例如,在多级膜系统中应用酶促反应。与活性炭仅吸附微污染物不同,这类工艺旨在直接分解污染物。不仅能减少原材料和能源消耗,还能避免废弃活性炭的处理难题。尽管目前仍处于早期研究阶段,但初步实验结果显示出良好应用潜力。这类技术有望提供更高效、更环保的替代方案。关键在于,我们不能只依赖现有看似有效的解决方案,只有勇于探索更具创新和环保的方法,才能实现真正的可持续发展。这不仅有助于保护环境,也有望在长期内显著降低污水处理厂的运营成本。


Dr. Reinhard Voigt

德国UNISOL研发部负责人


UNISOL Membrane Technology



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