活性炭已經(jīng)有超過(guò)2500多種商業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用。大部分的污水處理廠都會(huì)用活性炭濾料對(duì)排除廠區(qū)的污水和臭氣進(jìn)行處理。但是在“正規(guī)教育里，你不會(huì)找到關(guān)于它們的特征和屬性的介紹。一般你是在工作才接觸認(rèn)識(shí)它們的。

活性炭是一種惰性固體吸附材料，通常用于去除各種溶于水中的污染物和處理工業(yè)廢氣。它幾乎由任何含碳原料制成，包括椰子殼和煤炭原料，這些讀者大多可以通過(guò)谷歌搜到。

吸附（adsorption）是一種氣體或液體在另一種液體或固體底物表面的積聚過(guò)程。它與吸收作用（absorption）相反，后者的外界物質(zhì)會(huì)進(jìn)入底物的體內(nèi)。

活性炭是多孔、成本低、作為吸附劑，它即插即用，可以提供足夠大的表面積以除去污染物。與任何其他用于物理吸附的材料相比，活性炭單位有效比表面積更大。實(shí)際上，一茶匙的活性炭的表面積甚至超過(guò)一個(gè)美式橄欖球場(chǎng)的面積。

物理現(xiàn)象

由于這樣罕見(jiàn)特性，活性炭捕捉水溶性污染物的性能特別優(yōu)異，這包括各種帶有味道、氣味、顏色和毒性的物質(zhì)。它的去除原理是通過(guò)污染物和碳石墨片表面之間的表面相互作用而產(chǎn)生的吸附效應(yīng)。

污染物和碳表面之前的相互作用是通過(guò)范德華力(Van der Waal forces)和誘導(dǎo)性的偶極相互作用發(fā)生的?；钚蕴际瑢⒅行杂袡C(jī)分子誘發(fā)成為分子內(nèi)偶極子。誘導(dǎo)偶極子使分子彼此吸引并粘在一起，因此它們從溶液中析出，進(jìn)入碳納米尺寸的孔或吸附空間中。 這種有活性炭促成的作用被稱(chēng)為提前凝聚（premature condensation）。

粉末活性炭

微米級(jí)的粉末狀活性炭粒子由毫米級(jí)的顆粒活性炭研磨而成，和大顆粒相比，它具有更快的動(dòng)力學(xué)性和更大的污染物去除能力。

粉狀活性炭可用于擴(kuò)散面積較大的污染事件，例如藻華現(xiàn)象和工業(yè)廢液或石油外溢等會(huì)污染市政水源的問(wèn)題。另外也可以在澄清工藝單元投加這些粉末活性炭去除污染物。再之，它還可以保護(hù)那些固定式的活性顆粒碳床免受突然的進(jìn)水污染。

如果處理廠缺少基于顆?；钚蕴康幕A(chǔ)設(shè)施，或者在特定時(shí)間內(nèi)濾池沒(méi)有足夠的顆?；钚蕴縼?lái)應(yīng)對(duì)一些偶然性的污染事件的話，使用粉末活性炭是一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)的替代方案。一次性的粉末狀活性炭可以批量式處理污染，將污染降至特定的可接受的最大污染水平（maximum contamination levels - MCL），但不一定是零污染或者低至檢測(cè)閾值以下。

顆?；钚蕴?/strong>

毫米級(jí)的顆?；钚蕴靠梢詫⑽廴疚锼浇抵练治鰴z測(cè)閾值濃度以下，而且與粉末活性炭相比，它僅需要的碳量只要后者的約四分之一。

然而，處理廠需要適當(dāng)?shù)氖┰O(shè)來(lái)補(bǔ)充新的濾料去，并且將用過(guò)的廢舊活性炭進(jìn)行熱再生。再生后的活性炭成本是新鮮或未使用的顆粒狀活性炭的一半左右。顆?；钚蕴康氖褂檬且粋€(gè)連續(xù)過(guò)程，它是一種基于熱再生的多用途產(chǎn)品。這種循環(huán)回用使這種活性炭被視作“綠色化工”。

對(duì)于可能性和頻率較高的工業(yè)污染，需要準(zhǔn)備更多的活性炭來(lái)應(yīng)對(duì)可能的緊急情況。粒狀或超大碳顆?；钚蕴坑糜诳刂瞥鞘形鬯械膿]發(fā)性污染氣體，例如硫化氫和其他氣體。顆粒活性炭也減少了過(guò)濾床的變量，讓廢氣流通過(guò)碳床就能實(shí)現(xiàn)凈化，這也減少了讓廢氣通過(guò)致密濾床的風(fēng)機(jī)等潛在能耗。

使用常規(guī)活性炭，流動(dòng)性的硫化氫還可以氧化成不能移動(dòng)的單質(zhì)硫，這些硫單質(zhì)會(huì)在碳表面積聚。目前已經(jīng)有人研究用生成的硫單質(zhì)作為活性炭濾床是否需要更換的指示劑。再之，活性炭可以用作催化劑，催化雙氧水，可有效去除廢硫酸中的有機(jī)雜質(zhì)，回收硫酸直接或者經(jīng)濃縮后可回用。