由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。木质活性炭一般具有最大的孔隙半径,它们用於吸附较大的分子,並且几乎专用于液相中。在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的,称为木炭。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。
在煤质活性炭中,褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径,因此能有效地除去水中大分子有机物。
一般在水处理中使用的活性炭,其表面积不一定过大,但是应具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔徑。日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性:比表面积为850至1000m2/g,孔隙容积为0.88至1.5ml/g,平均孔隙半径為40至50A。
活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温和缺氧条件下活化制成。它有非常多的微孔和巨大的比表面积,通常1克活性炭的表面积达500~1500米,因而具有很强的物理吸附能力,能有效地吸附废水中的有机污染物。此外,在活化过程中活性炭表面的非结晶部位上形成一些含氧官能团,如羧基(―COOH)、羟基(―OH)、羰基[88-01]。这些基团使活性炭具有化学吸附和催化氧化、还原的性能,能有效地去除废水中一些金属离子。
有粉末炭和粒状炭之分,前者用于废水处理,通常采用混悬接触吸附的方式;后者用于废水处理,则采用过滤——吸附的方式。处理系统有两种:一是用活性炭直接处理二级处理出水;二是二级处理出水经化学澄清、去除营养物、过滤以后用粒状炭吸附。
主要用于除去水中有机物、色度及余氯。装填不同性能的活性碳,可达到不同的处理目的。作为纯水脱盐系统前处理,可有效保证后级设备使用寿命,提高出水水质,防止污染。特别是防止后级反渗透膜,离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。当作为离子交换的前处理系统应用时,可有效地保证离子交换树脂的使用寿命,提高出水水质,防止树脂中毒污染,影响正常使用。
活性炭的吸附能力以物理吸附为主,降低水的氧化度;除去水中三卤化物(THM)、胶体、余氯、微生物、嗅味及部分金属离子等。过滤器下部用精制石英砂作承垫层,工作层填料为精选果壳活性炭,以保证良好的过滤和吸附效果,且不会在反洗过程中出现乱层现象。其吸附和脱色能力主要体现在以下几方面:
a、能吸附水中的有机物、细菌、胶体微粒、微生物。
b、可吸附氧、氨、溴、碘等非金属物质。
c、可吸附金属离子,如:银、砷、铋、钴、六价铬、汞、锑、锡等离子。
d、可有效去除色度和气味。[1]
影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有:污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。