活性炭已被廣泛應(yīng)用于水的常規(guī)處理和深度處理中。由于活性炭自身的物理特性---超強(qiáng)的吸附能力，決定了它可以用來(lái)吸附水中的難聞的味道，余氯，脫色等。它已成為去除水中有機(jī)污染物的成熟有效的方法之一。我國(guó)清華大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)活性炭對(duì)水中氯化產(chǎn)生的致突變物質(zhì)亦有去除作用。
    然而活性炭在水處理，特別是用于飲用水深度處理的凈水機(jī)中，也存在著無(wú)法解決的問(wèn)題，即活性炭介質(zhì)的自身污染問(wèn)題。它就像一個(gè)超級(jí)的海綿，在吸附大量的有毒有害污染物的同時(shí)，在它的微孔中會(huì)繁殖大量的細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)活性炭過(guò)濾器使用到一定時(shí)間，活性炭吸附到了大量的有機(jī)污染物，而具有殺菌作用的余氯又不存在，此時(shí)微生物極易繁殖；有機(jī)物在微生物的作用下于活性炭的界面上發(fā)生分解，使有機(jī)氮逐步分解為蛋白氮、氨氮、亞硝酸鹽氮，使得活性炭過(guò)濾器的出水中亞硝酸鹽含量增加。這樣不但達(dá)不到凈化水質(zhì)的目的，反而會(huì)污染水質(zhì)。
    活性炭吸附法及其組合工藝在原水、飲用水凈化中的應(yīng)用十分廣泛，粉狀活性炭在原水、飲用水凈化過(guò)程中的法用主要有如下三種方式:①在常規(guī)水處理工藝中投加粉狀活性炭;②粉狀活性炭懸浮床吸附過(guò)濾技術(shù);③粉狀活性炭一硅藻土過(guò)濾聯(lián)用技術(shù)。
    粉狀活性炭在常規(guī)水處理工藝(指混凝一沉淀一過(guò)濾)中的應(yīng)用歷史很久。這種投加粉狀活性炭的方法投資省，但粉狀活性炭投加不當(dāng)，往往使吸附能力得不到充分發(fā)揮，其技術(shù)關(guān)鍵是:
　　a、優(yōu)選活性炭種類。需要通過(guò)靜態(tài)試驗(yàn)、并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比后選定活性炭。
　　b、優(yōu)選粉狀活性炭投加點(diǎn)。佳投加點(diǎn)的選定原則應(yīng)是將其與混凝競(jìng)爭(zhēng)降至低程度、被絮凝體包裹少和具有足夠的炭水接觸時(shí)間。通常，在取水口處投加，炭水混合接觸時(shí)間雖充分，但與混凝競(jìng)爭(zhēng)，從而增加粉狀活性炭的吸附和使用量;在快速混合前或絮凝過(guò)程中投加，有可能形成絮凝體對(duì)粉狀活性炭的包裹;在濾池前投加，雖不存在嚴(yán)重缺點(diǎn)，但粉末活性炭易漏失至清水池或配水系統(tǒng)中，且易堵塞濾料層。因此，粉狀活性炭的佳投加點(diǎn)一般要根據(jù)縣體情況、并通過(guò)試驗(yàn)加以確定。
　　c、粉狀活性炭在水中的均勻分散性。這會(huì)直接影響吸附效果若粉狀活性炭不采用特殊方法投加，盡管與被處理水達(dá)到均勻混合，但自身往往產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，從而影響吸附效果。
常規(guī)水處理粉狀活性炭的投加量及活性炭的吸附量
    在常規(guī)水處理中投加粉狀活性炭，粉狀活性炭的吸附容量往往不能充分發(fā)揮。針對(duì)這一問(wèn)題，在粉狀活性炭應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，已有了一些有益嘗試。采用高濃度的炭液接觸和延長(zhǎng)粉狀活性炭在設(shè)備中的停留時(shí)間來(lái)提高粉末活性炭吸附量是近年來(lái)新的研究課題，可稱這種工藝為“粉末活性炭累積吸附工藝”。
    兩相介面上，一相中的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)向另一相轉(zhuǎn)移和積聚，使兩相中物質(zhì)濃度發(fā)生變化的過(guò)程稱為吸附過(guò)程，既可以發(fā)生在液固介面，也可以發(fā)生在氣固介面上。能夠?qū)⑵渌�物相中的某一組分有選擇性地富集到自身表面的物質(zhì)稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。所謂介面，通俗地講也就是表面，因此，吸附其實(shí)可以看成一種表面現(xiàn)象，吸附劑的吸附性能與其表面特性有密切的關(guān)系。例如比表面積。比表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，通常比表面積隨物質(zhì)多孔性的增大而增大。
    典型的吸附分離過(guò)程包含四個(gè)步驟：首先，將待分離的料液（或氣體）通入吸附劑中；其次，吸附質(zhì)被吸附到吸附劑表面，此時(shí)吸附是有選擇性的；第
三，料液流出；第四，吸附質(zhì)解吸回收后，將吸附劑再生。
   根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間存在的吸附力性質(zhì)的不同，可將吸附分為成物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附三種類型。
二、活性炭的制造
活性炭作為一種價(jià)廉易得的固體吸附劑，在實(shí)際生產(chǎn)生活中均得到廣泛應(yīng)用。
活性炭是用含碳為主的物質(zhì)，如煤、木屑、果殼以及含堿的有機(jī)廢渣等作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。其制造過(guò)程大致分為三步：
    1、干燥：原料在120～130℃情況下脫水。
    2．炭化：加熱溫度在170℃以上時(shí)，原料中有機(jī)物開(kāi)始分解，到400～600℃時(shí)炭化分解完畢。
    3、活化：原料中的有機(jī)物炭化后，殘圖在炭基本結(jié)構(gòu)的微孔中，使微孔堵塞。在高溫條件下通入活化氣，在缺氧情況下使殘留炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)，使微孔擴(kuò)大，得到多孔結(jié)構(gòu)的活性炭。
    三、活性炭的分類
    由于原料來(lái)源、制造方法、外觀形狀和應(yīng)用場(chǎng)合不同，活性炭的種類（品種）很多，到目前為止尚無(wú)精確的統(tǒng)計(jì)材料，估計(jì)世界上活性炭品種不下千種。
    1.按原料來(lái)源分
    1.1木質(zhì)活性炭
    木質(zhì)活性炭是指由木材、農(nóng)作物秸桿、竹材及其加工廢棄物和果殼為原料制造的活性炭產(chǎn)品。
    1.2 獸骨、血炭
    利用獸骨、血為原料，按照一定方法制成的炭（有的含碳量只有百分之十幾）也具有不差的吸附性能，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)這種產(chǎn)品不能算作活性炭。但人們往往也習(xí)慣把它稱作活性炭。
    1.3 礦物質(zhì)原料活性炭
    這一類活性炭主要是指由各種煤和石油及其加工產(chǎn)物（包括煤焦油、煤瀝青、煤半焦、石油烴類、石油渣油、石油瀝表、石油焦等）為原料制成的活性炭。
    1.4 其它原料的活性炭
    為了科學(xué)研究和特殊用途的需要以及擴(kuò)大活性炭原料來(lái)源,也可以用合成樹(shù)酯、廢橡膠、廢塑料、生活和工業(yè)垃圾中的有機(jī)物等為原料制造活性炭。
現(xiàn)在還有用金屬碳化物為原料，將金屬除去而制造中孔特別發(fā)達(dá)的活性炭。
    1.5 再生活性炭
    為了充分利用資源，許多在不同場(chǎng)合對(duì)已經(jīng)使用過(guò)且已失去吸附活性炭經(jīng)過(guò)不同方法的加工又恢復(fù)了全部或部分吸附性能，進(jìn)行重復(fù)使用。使失去吸附性能的活性炭復(fù)吸附活性的過(guò)程叫活性炭再生，經(jīng)過(guò)再生過(guò)程加工的活性炭叫再生活性炭。再生方法有熱再生、化學(xué)洗脫、溶劑萃取再生、生物再生等。
    2.按活化控制方法分
    2.1 化學(xué)法活性炭（化學(xué)炭）
    將含碳原料與某些化學(xué)藥品混合后進(jìn)行熱處理，制取活性炭的方法叫化學(xué)法。用化學(xué)法生產(chǎn)的活性炭又稱為化學(xué)法活性炭或化學(xué)炭。
    可以作為化學(xué)法的化學(xué)藥品又稱作活化劑，活化劑有氯化鋅、氯化鈣、碳酸鉀、磷酸、磷酸二氫鉀、硫化鉀、硫酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硼酸等，總之許多酸、堿、鹽都可以用作活化劑，主要從活性炭的性能和經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮采用何種活化劑。
    一般說(shuō)來(lái)，化學(xué)炭的孔隙中次微孔、中孔（即孔直徑或孔寬大于1.5納米的孔隙）較發(fā)達(dá)，主要用于液相吸附精制和溶劑回收的氣相（蒸汽）吸附場(chǎng)合�；瘜W(xué)法制造活性炭由于加入了化學(xué)藥品在制造過(guò)程中應(yīng)當(dāng)極其重視環(huán)境保護(hù)以及產(chǎn)品中可能存在微量非原料帶入的元素的影響問(wèn)題。
    2.2 物理法活性炭
    以炭為原料，用水蒸汽、二氧化碳、空氣（主要是氧）或它們的混合物（煙道氣）為活化介質(zhì)，在高溫下（600～1000℃）進(jìn)行活化制取活性炭的方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭，也稱作物理炭。
    一般說(shuō)來(lái)物理炭的微孔（孔直徑或孔寬小于1.5納米的孔隙）發(fā)達(dá)，主要用于氣相吸附場(chǎng)合或小分子液相吸附場(chǎng)合。
    2.3 化學(xué)--物理法或物理--化學(xué)法活性炭
    在了解化學(xué)炭和物理炭的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)提及化學(xué)--物理法或物理--化學(xué)法活性炭。選用不同的原料和采用不同的化學(xué)法與物理法的組合可以對(duì)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，從而制取許多性能不同的活性炭。這種化學(xué)--物理法或物理--化學(xué)法是許多年來(lái)及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，世界各國(guó)活性炭工作者非常關(guān)注的活性炭制取方法。
    3.按外觀形狀分
    3.1 粉狀活性炭
    一般將90%以上通過(guò)80目標(biāo)準(zhǔn)篩或粒度小于0.175mm的活性炭通稱粉狀活性炭或粉狀炭。粉狀炭在使用時(shí)有吸附速度較快，吸附能力使用充分等優(yōu)點(diǎn)，但需專有的分離方法。隨著分離技術(shù)的進(jìn)步和某些應(yīng)用要求的出現(xiàn)，粉狀炭的粒度有越來(lái)越細(xì)化的傾向，有的場(chǎng)合已達(dá)到微米甚至納米級(jí)。
    3.2 顆粒活性炭
    通常把粒度大于0.175mm的活性炭稱作顆料活性炭。顆料活性炭又分為下列幾種：
    3.2.1 不定型顆料活性炭
    不定型顆料活性炭一般由顆料狀原料經(jīng)炭化、活化，然后破碎篩分至需要粒度制成，也可以用粉狀活性炭加入適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑經(jīng)適當(dāng)加工而成。
    3.2.2 園柱形活性炭
    園柱形活性炭又稱柱狀炭，一般由粉狀原料和粘結(jié)劑經(jīng)混捏、擠壓成型再經(jīng)炭化、活化等工序制成。也可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑擠壓成型。柱狀炭又有實(shí)心和中空之分，中空柱狀炭是柱狀炭?jī)?nèi)有人造的一個(gè)或若干個(gè)有規(guī)則的小孔。
    3.2.3 球形活性炭
    球形活性炭故名思義是園球形的活性炭，它的制取方法與柱狀炭類似，但有成球過(guò)程。也可以用液態(tài)含碳原料經(jīng)噴霧造粒、氧化、炭化、活化制成，還可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑成球加工而成。球形活性炭也有實(shí)心和空心球形活性炭之分。
    3.3 其它形狀的活性炭
    除了粉狀活性炭和顆�；钚蕴�?jī)纱箢愅猓�還有其他形狀的，如活性炭纖維、活性炭纖維毯、活性炭布、蜂窩狀活性炭、活性炭板等等。
    4.按應(yīng)用場(chǎng)合分
    前面已提及活性炭廣泛應(yīng)用于幾乎所有國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門和人們的日常生活，正因?yàn)槿绱�，按活性炭�?yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行分類是很困難的，問(wèn)題在于同一種活性炭可以應(yīng)用于多種場(chǎng)合，而某種場(chǎng)合又可以用多種活性炭達(dá)到相同的目的。人們往往是由應(yīng)用來(lái)獲得對(duì)活性炭的認(rèn)識(shí)的，所以往往在活性炭詞語(yǔ)前冠以×××活性炭，這也成為約定俗成的活性炭的模糊分類方法，如糖用活性炭、針劑活性炭、味精活性炭、凈水活性炭等等。
四、活性炭的特性
活性炭在制造過(guò)程中，揮發(fā)性有機(jī)物去除后，晶格間生成的空隙形成許多形狀和大小不同的細(xì)孔。這些細(xì)孔壁的總表面積(即比表面積)一般高達(dá)500～1700m2/g，這就是活性炭吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因。
    細(xì)孔構(gòu)造隨原料、活化方法、活化條件不同而異，一般可以根據(jù)細(xì)孔半徑的大小分為3種：1、大微孔：半徑1000～100000?；2、過(guò)渡孔：20～2000 ?；3、小微孔：約20 ?。
一般來(lái)說(shuō)，以煤為原料制造的活性炭通常采用以水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w為介質(zhì)的物理法活化，產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主，其孔徑分布以微孔居多，更適合于吸附液相和氣相中分子量和分子直徑較小的物質(zhì)，吸附性能指標(biāo)通常以亞甲藍(lán)吸附值和碘吸附值表示。
    以木屑為原料制造的活性炭通常采取化學(xué)法活化，產(chǎn)品的形狀以粉狀為主，其孔徑分布可通過(guò)調(diào)節(jié)化學(xué)活化劑的配比來(lái)進(jìn)行控制，比較靈活，既可以制造出孔徑分布以微孔居多的產(chǎn)品，也可制造出孔徑分布中孔（過(guò)渡孔）占較大比例的產(chǎn)品，其中后者比較適合于吸附液相中分子量和分子直徑較大的物質(zhì)，吸附性能指標(biāo)以焦糖脫色率表示。
    以果殼類為原料制造的活性炭通常采取以水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w為介質(zhì)的物理法活化，產(chǎn)品的形狀以顆粒狀為主，由于其特殊材質(zhì)的因素，其孔徑分布介于上述兩類活性炭之間，因此其應(yīng)用范圍更為廣泛，缺點(diǎn)是受國(guó)內(nèi)原材料的限制，成品較高。
    五、活性炭的性能指標(biāo)
活性炭產(chǎn)品的性能指標(biāo)可分為物理性能指標(biāo)、化學(xué)性能指標(biāo)、吸附性能指標(biāo)。三種性能指標(biāo)對(duì)活性炭的選擇和應(yīng)用都起到非常重要的作用。
    主要物理性能指標(biāo)有：形狀、外觀、比表面積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強(qiáng)度、漂浮率等。
主要化學(xué)性能指標(biāo)有：PH值、灰分、水分、著火點(diǎn)、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸鹽、酸溶物、醇溶物、鐵含量、鋅含量、鉛含量、砷含量、鈣鎂含量、重金屬含量、磷酸鹽等。
    主要吸附性能指標(biāo)有：亞甲藍(lán)吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值、飽和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防護(hù)時(shí)間、ABS值等。
    六、活性炭的吸附原理
    活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。
物理吸附主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質(zhì)的過(guò)程中。活性炭的多孔結(jié)構(gòu)提供了大量的表面積，從而使其非常容易達(dá)到吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因?yàn)槿绱�，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的引力，從而達(dá)到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。必須指出的是，這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑，這樣才可可能保證雜質(zhì)被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過(guò)不斷地改變?cè)�材料和活化條件來(lái)創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭，從而適用于各種雜質(zhì)吸收的應(yīng)用。
除了物理吸附之外，化學(xué)反應(yīng)也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面�；钚蕴坎粌H含碳，而且在其表面含有少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內(nèi)脂類、醌類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡(luò)合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到活性炭的表面。

    《粉狀活性炭已成為去除水中有機(jī)物成熟有效的方法》源自：http://www.mbsbookkeepingseminars.com