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(jī)理及應(yīng)用情況。
活性炭具有發(fā)達(dá)孔腺結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、特意的表面官能團(tuán)、穩(wěn)定的物理性和化學(xué)性，是優(yōu)良的吸附劑、催化劑或催化劑載體。在當(dāng)前水源污染日益嚴(yán)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(yīng)用。1930年首個(gè)使用顆粒活性炭吸附池除臭的水廠建于美國(guó)費(fèi)城，目前世界上有成百座顆粒碳吸附的水廠正在運(yùn)行。顆粒活性炭（GAC）被用于各種各樣的水處理系統(tǒng)，目的是從原水中除氮、濁度。可溶性有機(jī)物質(zhì)、異嗅、異味，色度以及合成有機(jī)化學(xué)品污染物等。
一、顆粒活性炭的特性
顆粒活性炭選用優(yōu)良無煙煤為原料，采用先進(jìn)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(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，良好的吸附性能，機(jī)械強(qiáng)度高，易反復(fù)再生，造價(jià)低等特點(diǎn)，用于有毒氣體的凈化，廢氣處理，工業(yè)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(shù)指標(biāo)：
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(xù)吸附，被處理的水通過炭吸附床，使水得到凈化，也稱為動(dòng)態(tài)吸附。
吸附作用是一個(gè)污染成分從待處理的液相流體中脫離、并在活性炭的內(nèi)表面上以分子或原子形態(tài)堆積、進(jìn)而被化學(xué)作用力或靜電作用（物理性作用力，既可能占有優(yōu)先地位，也可能與化學(xué)力同時(shí)發(fā)揮作用）吸持在活性炭的內(nèi)表面的過程。顆粒活性炭（GAC）的吸附表面系指孔隙的孔壁結(jié)構(gòu)，它們是在活化過程中、在活性炭顆粒的內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu)。
顆粒活性炭（GAC）吸附作用是一個(gè)與時(shí)間有關(guān)聯(lián)的過程，含有三個(gè)步驟：首先是在液相物質(zhì)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(jìn)入到炭顆粒的外層表面結(jié)構(gòu)中；接著，污染物分子或稱吸附質(zhì)因擴(kuò)散作用而進(jìn)入炭顆粒的孔隙中，擴(kuò)散是吸附速率的控制性步驟；終，吸附質(zhì)被吸引到孔壁結(jié)構(gòu)上并通過靜電作用或化學(xué)作用力而被吸著在孔壁上。吸附過程由濃度差驅(qū)動(dòng)、并受到時(shí)間控制，因此某種吸附質(zhì)在顆粒活性炭（GAC）中的較高載持率（以重量百分?jǐn)?shù)表示）僅代表在高吸附質(zhì)濃度和足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間前提下，達(dá)到吸附平衡時(shí)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(xué)性質(zhì)、密度以及硬度等，均會(huì)對(duì)吸附效率產(chǎn)生影響。而化學(xué)污染物質(zhì)的特性如憎水性程度等也對(duì)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(zhì)所吸附，污染物質(zhì)與活性炭表面的親和性能對(duì)吸附作用的影響位列其次。若有幾種化合物同時(shí)存在于水中時(shí)，可在活性炭中有力吸附的物質(zhì)其被吸附的量要高于吸附能力較弱的物質(zhì)。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(zhì)從不中分離，脫除的目標(biāo)。
三、顆粒活性炭在飲用水深度處理中的應(yīng)用，通常有以下幾種：
1、生物活性炭（BAC）法工藝，指經(jīng)臭氧預(yù)處理的水的活性炭吸附過程。
2、用煤質(zhì)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(dú)活性炭池。即在砂濾池后面設(shè)置CAC濾池。進(jìn)行二次過濾。砂濾池主要截除礬花。活性炭池吸附有機(jī)物、酚和嗅昧。與上兩種工藝相比，單獨(dú)活性炭池基建費(fèi)用較高。但能利用較多的活性炭吸附，降低運(yùn)行費(fèi)用，易更換活性炭，能更有效地去除TOC、揮發(fā)性有機(jī)物和特種有機(jī)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(jī)污染物，同時(shí)還可以除氨（NH4+＜2mg/l時(shí)）。為了滿足過濾和吸附要求，一般是在數(shù)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(shù)）。厚40cm的活性炭層足以去除有機(jī)物，并可減少需氯量，消除臭味。且有能力去除農(nóng)藥等有機(jī)物，使用期為0.5~5年。