活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。這是活性炭為疏水性吸附劑的原因。活性炭中除I碳元素外，還包含布兩類摻和物：一類 是化學(xué)結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合，如用水蒸氣活化時，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分，幾種活性炭的元素組成,易造成二次污染。

 

二、成分

    活性炭在元素組成方面，80%-90%以上由碳組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。活性炭中除了碳元素外，還包含有兩類摻和物：一類 是化學(xué)結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外 來的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合，如用水蒸氣活化時，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分，幾種活性炭的元素組成 。隨著活性炭行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)和企業(yè)運用到了活性炭，也有一些企業(yè)進入了活性炭行業(yè)。

 

三、制作剖析

    活性炭的主要原料幾乎可以是所有富含碳的有機材料，如煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳材料在活化爐中，在高溫和一定壓力下通過熱解作用被轉(zhuǎn)換成活性炭。在此活化過程中，巨大的表面積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)逐漸形成， 而所謂的吸附過程正是在這些孔隙中和表面上進行的，活性炭中孔隙的大小對吸附質(zhì)有選擇吸附的作用，這是由于大 分子不能進入比它孔隙小的活性炭孔徑內(nèi)的緣故，活性炭是由含炭為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量微 孔， 具有巨大的比表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除二級出水中大多數(shù)有機污染物和某些無機物，包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和濃度；廢水的PH值；懸浮固體含量等特性；接觸系統(tǒng)及運行方式等。活性炭能有效吸附氯代烴、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類 和芳烴化合物。二級出水中也含有不被活性炭吸附的有機物，如蛋白質(zhì)的中間降解物質(zhì)，比原有的有機物更難被活性炭吸附，活性炭對THMS的去除能力較低，僅達 到23-60%。活性炭吸附法與其他處理方法聯(lián)用，出現(xiàn)了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明顯延長，用量減少，處理效果和范圍大幅度提高。

 

四、活性炭吸附法在水處理中的應(yīng)用

    活性炭吸 附廣泛應(yīng)用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。

    顆粒活性炭常常應(yīng)用于吸附分子，顆粒活性炭吸附性決定應(yīng)用性，而吸附性和各種炭型的孔大小分布相關(guān)。以水蒸氣活化的泥煤基、 褐煤基和椰殼基粉狀活性炭為例：泥煤基活性炭具有微孔和中孔，顆粒活性炭可供多種應(yīng)用；褐煤基炭具中孔較多，顆粒活性炭而且還有較大的中孔，提供優(yōu)良的可入性；椰殼基顆粒活性炭中主要是微孔，僅適用于低分子的去除。

    利用化學(xué)品活化的顆粒活性炭是非常多孔的，多在微孔和中孔范圍，但是，比較水蒸氣活化的活性炭、化學(xué)品活化的活性炭的孔表面是較少疏水性和較多負電荷。以擠壓型和破碎型粒狀活性炭為例：泥煤基擠壓型活性炭能制成各種不同孔大小分布的品種。顆粒活性炭微孔為主的品種主要用于氣相應(yīng)用的黃金回收。既有微孔又有中孔的品種大都用于液相應(yīng)用，如水純化中吸附小分子和大分子的雜質(zhì)。

    破碎型煤 基顆粒活性炭兼有微孔和中孔，可供多種目的的應(yīng)用。褐煤基或椰殼基的粒狀活性炭與粉狀炭一樣具有相同的微孔和中孔結(jié)構(gòu)。活性炭的技術(shù)指標非常重要：活性炭產(chǎn)品的性能指標可分為物理性能指標、活性炭化學(xué)性能指標、顆粒活性炭吸附性能指標。三種性能指標對活性炭的選擇和應(yīng)用都起到非常重要的作用。活性炭主要物理性能指標有：形狀、外觀、比表面積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強度、漂浮率等。

    顆粒活性炭主要化學(xué)性能指標有：PH值、灰分、水分、著火點、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。活性炭主要吸附性能指標有：亞甲藍吸附值、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、 氯乙烷蒸汽防護時間、ABS值等

 

五、城市污水處理

    廢水中的一些有機物是難于為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產(chǎn)品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機物，經(jīng)生化處理后很難達到對排放要求較高的水體中排放的標準，也嚴重影響廢水的回用，因此需要深度處理。

    由于活性炭對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應(yīng)用，具有以下優(yōu)點：

    ①處理程度高，城市污水用活性炭進行深度處理后,BOD可降低99%,TOC可降到1～3mg/L。

    ②應(yīng)用范圍廣，對廢水中絕大多數(shù)有機物都有效，包括微生物難于降解的有機物。

    ③適應(yīng)性強，對水量及有機物負荷的變動有較強的適應(yīng)性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。

    ④粒狀炭可進行再生重復(fù)使用，被吸附的有機物在再生過程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥。

    ⑤可回收有用物質(zhì)，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。

    ⑥設(shè)備緊湊 、管理方便。

 

六、飲用水深度處理中的應(yīng)用

    活性炭吸附是建立在 常規(guī)給水處理基礎(chǔ)上，一般設(shè)置在砂過濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性炭過濾代替砂過濾。

    在利用活性炭吸附進行飲用水深度處理的過程中，發(fā)現(xiàn)在活性炭濾料上生長有大量的微生物，使出水水質(zhì)提高且再生延長，于是 發(fā)展了一種經(jīng)濟有效的去除水中的微污染物質(zhì)的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最后是出水。