活性炭通常用于去除水中的有機成分和殘留消毒劑。這不僅可以改善口味，限度地減少健康危害; 它可以保護其他水處理裝置，如反滲透膜和離子交換樹脂，免受因氧化或有機污染造成的損害。活性炭是一種有利的水處理技術(shù)，因為它具有多功能性質(zhì)，并且對添加的處理水沒有任何不利影響。大多數(shù)活性炭由原料如堅果殼，木材，煤和石油制成。活性炭的平均比表面積約為1000平方米/克(平方米/克)。然而，不同的原料產(chǎn)生不同類型的硬度，密度，孔徑和粒徑，表面積，可萃取物，灰分和pH值的活性炭。這些特性的差異使得某些活性炭在其他應(yīng)用中優(yōu)于其他活性炭。
活性炭從水中除去污染物的兩個主要機制是吸附和催化還原。通過吸附除去有機物，通過催化還原除去殘留的消毒劑。
影響活性炭性能的因素有：
分子量：
分子量增加時，活性炭吸附更有效，因為分子易溶于水。然而，碳的孔結(jié)構(gòu)必須足夠大以允許分子在其內(nèi)遷移。高分子量分子和低分子量分子的混合物應(yīng)設(shè)計用于去除更困難的物質(zhì)。
pH：
大多數(shù)有機物在較低的pH下較不易溶，更容易吸附。隨著pH值的增加，去除率降低。一個經(jīng)驗法則是，對于高于中性(7.0)的每個pH單位，碳床的尺寸增加20%。
污染物濃度：
污染物濃度越高，活性炭的去除能力越強。污染物分子更容易擴散到孔中并被吸附。然而，隨著濃度的增加，流出物的泄漏也會增加。污染物的上限是百萬分之幾。較高的污染物濃度可能需要與活性炭的更多接觸時間。此外，通過在水中存在硬度來增強有機物的去除，因此，只要有可能，將活性炭單元置于離子去除單元的上游。這通常是這種情況，因為活性炭通常用于離子交換的上游或膜以去除氯。
粒度：
活性炭通常以8×30目()，12×40目(見)和20×50目()為8目。更精細的網(wǎng)格提供接觸和更好的去除，但是以更高的壓降為代價。這里的經(jīng)驗法則是，8×30目的比12×40提供了更好的去除效果，比8×30目更好的動力學(xué)去除效率提高了2到3倍。
流速：
一般來說，流速越低，污染物必須擴散到孔中并被吸附的時間就越長。活性炭的吸附幾乎總是通過更長的接觸時間來改善。通常來說，一般來說，20×50目的碳床可以以12×40目的床的兩倍流速運行，并且12×40目的碳床可以以兩倍的流速運行8×30目的床。每當(dāng)考慮使用更細的網(wǎng)狀碳的較高流速時，請注意增加壓降!
溫度：
較高的水溫會降低溶液粘度，并可增加模頭擴散速率，從而增加吸附。更高的溫度也會破壞吸附鍵并稍微降低吸附。這取決于去除的有機化合物，但通常較低的溫度似乎有利于吸附。
活性炭怎么樣去除水中的有機物
公共用水中的有機物質(zhì)來自腐爛的動植物生命，隨著時間的推移，其變得更易溶于水，并且作為大的高分子量有機酸(非極性弱酸)存在。最終形成不同大小的分子量較小的酸。典型的有機酸分子的分子量范圍從幾百到數(shù)萬。有機酸分子的大小，數(shù)量和化學(xué)結(jié)構(gòu)取決于許多因素，包括水的pH和溫度。因此，存在幾乎無限數(shù)量的有機酸。因此，去除有機物可能是困難的，并且始終是站點特定的。
活性炭的吸附性質(zhì)用于去除有機物。通常，發(fā)生吸附是因為所有分子都發(fā)揮作用以彼此粘附。活性炭吸附有機材料，因為碳表面(非極性)和污染物(非極性)之間的吸引力比保持溶解在水中的污染物(極性)的力更強。除非有機分子靠近碳的表面，否則吸附力很弱，不能發(fā)生。由于其大小和孔結(jié)構(gòu)，在活性炭表面微孔中發(fā)生吸附。降低溶解度和/或增加孔隙可以使活性炭過濾器的性能增加。
