活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過(guò)物理和化學(xué)方法對(duì)原料進(jìn)行破碎、過(guò)篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。活性炭具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇地吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。

　　吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)。活性炭具有像石墨晶粒卻無(wú)規(guī)則地排列的微晶，在活化過(guò)程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分：微孔小于1.0nm、中孔 1~25nm、大孔大于25nm。活性炭微孔的孔隙容積一般只有0. 25~0. 9Ml/g，孔隙數(shù)量約為 1020 個(gè)/g, 全部微孔比表面積約為500~1500㎡/g , 也有稱高達(dá)3500 ~5000㎡/g的。這些孔隙特別是微孔提供了巨大的表面積。

　　活性炭幾乎95% 以上的表面積都在微孔中，因此微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0. 02~1.0mL/g, 比表面積最高可達(dá)幾百平米，能為吸附物提供進(jìn)入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。大孔的孔隙容積一般約為0. 2 -0.5mL/ g , 比表面積約0.5 ~2㎡/g, 其作用一是使吸附質(zhì)分子快速深入活性炭?jī)?nèi)部較小的孔隙中去;二是作為催化劑載體，作為催化劑載體時(shí)，催化劑只有少量沉淀在微孔內(nèi)，大都沉淀在大孔和中孔之中。

　　(二)影響活性炭吸附的主要因素

　　由于活性炭水處理所涉及的吸附過(guò)程和作用原理較為復(fù)雜，因此影響因素也較多，主要有活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過(guò)程原理以及選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條件等有關(guān)。

　　1. 活性炭的性質(zhì)

　　用于水處理的活性炭應(yīng)有三項(xiàng)要求：吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。活性炭的吸附容量除其他外界條件外，主要與活性炭比表面積有關(guān)，比表面積大，微孔數(shù)量多，可吸附在細(xì)孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細(xì)孔分布有關(guān)，水處理用的活性炭，要求過(guò)渡孔(半徑2. 0~100nm )較為發(fā)達(dá)，有利于吸附質(zhì)向微細(xì)孔中擴(kuò)散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水頭損失要增大，一般在8~30目范圍較宜。活性炭的機(jī)械耐磨強(qiáng)度，直接影響活性炭的使用壽命。

　　2.吸附質(zhì)(溶質(zhì)或污染物)性質(zhì)

　　同一種活性炭對(duì)于不同污染物的吸附能力有很大差別。

　　(1)溶解度

　　對(duì)同一族物質(zhì)的溶解度隨鏈的加長(zhǎng)而降低，而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附，如活性炭從水中吸附有機(jī)酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。

　　(2)分子大小與化學(xué)結(jié)構(gòu)

　　吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)吸附也有較大的影響。因?yàn)槲剿俣仁軆?nèi)擴(kuò)散速度的影 響，吸附質(zhì)(溶質(zhì))分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機(jī)物較飽和的易吸附。芳香族的有機(jī)物較脂肪族 的有機(jī)物易于吸附。

　　(3)極性

　　活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑，對(duì)水中非極性物質(zhì)的吸附能力大于極性物質(zhì)。

　　(4)吸附質(zhì)濃度

　　吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時(shí)，隨著濃度增高，吸附容量增大。因此吸附質(zhì)(溶質(zhì))的濃度變化，活性炭對(duì)該種吸附質(zhì)(溶質(zhì))的吸附容量也變化。

　　3. 溶液pH

　　溶液pH值對(duì)吸附的影響，要與活性炭和吸附質(zhì)(溶質(zhì))的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度，當(dāng)pH值達(dá)到某個(gè)范圍時(shí)，這些化合物就要離解，影響對(duì)這些化合物的吸附。溶液的pH值還會(huì)影響吸附質(zhì)(溶質(zhì))的溶解度，以及影響膠體物質(zhì)吸附質(zhì)(溶質(zhì))的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子，因此影響對(duì)其他離子的吸附。活性炭從水中吸附有機(jī)污染物質(zhì)的效果，一般隨溶液pH值的增加而降低，pH值高于9. 0時(shí)，不易吸附，pH值越低時(shí)效果越好。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定最佳pH值范圍。

　　4.溶液溫度

　　因?yàn)橐合辔綍r(shí)，吸附熱較小，所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應(yīng)。吸附熱越大，溫度對(duì)吸附的影響越大。另一方面，溫度對(duì)物質(zhì)的溶解度有影響，因此對(duì)吸附也有影響。用活性炭處理污水時(shí)，溫度對(duì)吸附的影響不顯著。

　　5. 多組分吸附質(zhì)共存

　　應(yīng)用吸附法處理水時(shí)，通常水中不是單一的污染物質(zhì)，而是多組分污染物的混合物。在吸附時(shí)，它們之間可以共吸附，互相促進(jìn)或互相干擾。一般情況下，多組分吸附時(shí)分別的吸 附容量比單組分吸附時(shí)低。

　　6. 吸附操作條件

　　因?yàn)榛钚蕴恳合辔綍r(shí)，外擴(kuò)散(液膜擴(kuò)散)速度對(duì)吸附有影響，所以吸附裝管的型式、接觸時(shí)間(通水速度)等對(duì)吸附效果都有影響。