摘要：本文著重講述顆粒活性炭的特性，顆粒活性炭在飲用水深度處理中的作用機理及應用情況。

活性炭具有發達孔腺結構、巨大的比表面積、特意的表面官能團、穩定的物理性和化學性，是優良的吸附劑、催化劑或催化劑載體。在當前水源污染日益嚴重的情況下，活性炭的高吸附能力使得它在飲用水處理中得到廣泛的應用。1930年首個使用顆粒活性炭吸附池除臭的水廠建于美國費城，目前世界上有成百座顆粒碳吸附的水廠正在運行。顆粒活性炭（GAC）被用于各種各樣的水處理系統，目的是從原水中除氮、濁度。可溶性有機物質、異嗅、異味，色度以及合成有機化學品污染物等。

一、顆粒活性炭的特性

顆粒活性炭選用優良無煙煤為原料，采用先進工藝精制加工而成，外觀呈黑色不定型顆粒。從形狀上可分為破碎狀、圓柱狀、球狀、中空微球狀等幾種。有不定型顆粒狀和擠壓成型柱狀顆粒兩種，粒度在0.5-4mm之間。顆粒活性炭具有發達的孔隙結構，良好的吸附性能，機械強度高，易反復再生，造價低等特點，用于有毒氣體的凈化，廢氣處理，工業和生活用水的凈化處理，溶劑回收等方面。

顆粒活性炭的主要技術指標：

碘值＞900mg/g

亞甲基蘭吸附值≥120mg/g

比表面積＞1000m²/g

水份≤8%

PH值5-7

二、顆粒活性炭的吸附作用

顆粒活性炭（GAC）用于連續吸附，被處理的水通過炭吸附床，使水得到凈化，也稱為動態吸附。

吸附作用是一個污染成分從待處理的液相流體中脫離、并在活性炭的內表面上以分子或原子形態堆積、進而被化學作用力或靜電作用（物理性作用力，既可能占有優先地位，也可能與化學力同時發揮作用）吸持在活性炭的內表面的過程。顆粒活性炭（GAC）的吸附表面系指孔隙的孔壁結構，它們是在活化過程中、在活性炭顆粒的內部形成的結構。

顆粒活性炭（GAC）吸附作用是一個與時間有關聯的過程，含有三個步驟：首先是在液相物質穿越顆粒活性炭（GAC）床層的過程中，液體中的污染物分子因碰撞作用而進入到炭顆粒的外層表面結構中；接著，污染物分子或稱吸附質因擴散作用而進入炭顆粒的孔隙中，擴散是吸附速率的控制性步驟；終，吸附質被吸引到孔壁結構上并通過靜電作用或化學作用力而被吸著在孔壁上。吸附過程由濃度差驅動、并受到時間控制，因此某種吸附質在顆粒活性炭（GAC）中的較高載持率（以重量百分數表示）僅代表在高吸附質濃度和足夠長的接觸時間前提下，達到吸附平衡時顆粒活性炭（GAC）的特定吸附能力。

活性炭的性能如顆粒尺寸、孔隙尺寸、表面積、表面化學性質、密度以及硬度等，均會對吸附效率產生影響。而化學污染物質的特性如憎水性程度等也對吸附效率有重要影響，具有疏水性（在水中溶解度很低）的化合物更易于被固體物質所吸附，污染物質與活性炭表面的親和性能對吸附作用的影響位列其次。若有幾種化合物同時存在于水中時，可在活性炭中有力吸附的物質其被吸附的量要高于吸附能力較弱的物質。通過上述幾種因素的組合及共同作用，活性炭起到將某些物質從不中分離，脫除的目標。

三、顆粒活性炭在飲用水深度處理中的應用，通常有以下幾種：

1、生物活性炭（BAC）法工藝，指經臭氧預處理的水的活性炭吸附過程。

2、用煤質顆粒活性炭替換砂濾池中全部砂濾料，使起吸附兼過濾的作用。

3、快濾池后的單獨活性炭池。即在砂濾池后面設置CAC濾池。進行二次過濾。砂濾池主要截除礬花。活性炭池吸附有機物、酚和嗅昧。與上兩種工藝相比，單獨活性炭池基建費用較高。但能利用較多的活性炭吸附，降低運行費用，易更換活性炭，能更有效地去除TOC、揮發性有機物和特種有機物等。

4、活性炭—砂濾料雙層濾料濾池，即用顆粒活性炭代替原有砂濾池中的部分砂濾料。炭—砂雙層濾料濾池，通過炭層的吸附與砂層的過濾作用，可有效去除水中有機污染物，同時還可以除氨（NH₄+＜2mg/l時）。為了滿足過濾和吸附要求，一般是在數十厘米厚的砂層上鋪12×40目或8×30目的活性炭（活性炭目數）。厚40cm的活性炭層足以去除有機物，并可減少需氯量，消除臭味。且有能力去除農藥等有機物，使用期為0.5~5年。