我們都知道活性炭有強(qiáng)大的吸附能力，但是是什么決定它有這么大的吸附能力呢，今天來介紹一下活性炭的吸附原理，以及活性炭在水處理方面的應(yīng)用。
活性炭的吸附原理？
1、 依靠自身獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)
活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，1克活性炭材料中微孔，將其展開后表面積可高達(dá)800－1500平方米，特殊用途的更高。也就是說在一個(gè)米粒大小的活性炭顆粒中，微孔的內(nèi)表面積可能相當(dāng)于一個(gè)客廳面積的大小。正是這些高度發(fā)達(dá)，如人體毛細(xì)血管般的孔隙結(jié)構(gòu)，使活性炭擁有了優(yōu)良的吸附性能。
2、分子之間相互吸附的作用力
也叫“凡德瓦引力”。雖然分子運(yùn)動(dòng)速度受溫度和材質(zhì)等原因的影響，但它在微環(huán)境下始終是不停運(yùn)動(dòng)的。由于分子之間擁有相互吸引的作用力，當(dāng)一個(gè)分子被活性炭內(nèi)孔捕捉進(jìn)入到活性炭內(nèi)孔隙中后，由于分子之間相互吸引的原因，會(huì)導(dǎo)致更多的分子不斷被吸引，直到添滿活性炭內(nèi)孔隙為止。
工業(yè)廢水中含有多種有毒物質(zhì)和難以生物降解的污染物，甚至含有有機(jī)物劇毒成分。隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量越來越大，對(duì)我們的生態(tài)環(huán)境造成了較大的影響，甚至對(duì)人類的生存造成了威脅。活性炭具有表面積大、吸附能力強(qiáng)、吸附效率高等優(yōu)勢，在工業(yè)廢水處理方面已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行較多的應(yīng)用。
活性炭在水處理上的作用？
1、降低COD
活性炭針對(duì)污水中難以生物降解去除的有機(jī)物進(jìn)行脫除，如芳香烴、含氯/有毒酚類等，有著良好的吸附效果 。 COD是污水排放的關(guān)鍵性指標(biāo)，用活性炭吸附法去除污水中剩余有機(jī)物, 已在城市污水和工業(yè)廢水處理流程中 , 成為有效的處理技術(shù)之一, 得到廣泛的應(yīng)用 。
2、降低色度
如印染廢水、焦化廢水、藥廠廢水等通常都有著色度高的問題。色度在常規(guī)污水一級(jí)二級(jí)處理中較難脫除， 活性炭憑借其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)在脫除色度方面有極大的優(yōu)勢，對(duì)于污水中顏色物質(zhì)有顯著的吸附效果。
3、水質(zhì)凈化（上水）
城市自來水經(jīng)過活性炭處理, 可以有效的去除有機(jī)雜質(zhì)、消毒副產(chǎn)物THM，以及PFAS。對(duì)于自來水中的余氯也具有良好的吸附效果?；钚蕴吭谔幚淼耐瑫r(shí)，既不會(huì)帶入額外的雜質(zhì)，也能保留一定量的微量元素，是處理上水水源的有效手段。活性炭還常用于工業(yè)上水純化，在對(duì)制程水純度要求較高時(shí)，活性炭通常和滲透膜、微孔濾膜等結(jié)合使用制備純化水。
4、其它
活性炭對(duì)于重金屬能起到一定的化學(xué)吸附作用，其含氧官能團(tuán)的存在還可以改變某些重金屬的化學(xué)性質(zhì)。如活性炭處理電鍍含鉻廢水時(shí) 可以將其還原成毒性較低的三價(jià)鉻離子?；钚蕴繉?duì)于污水中低濃度的汞也有一定的吸附作用。
活性炭在污水處理中的應(yīng)用？
1、活性炭處理廢水中的COD
活性炭主要對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量小于3000，尤其是500～1000的有機(jī)物吸附作用較強(qiáng)。在各種改善水質(zhì)效果的深度處理技術(shù)中，活性炭吸附是完善常規(guī)處理工藝去除水中有機(jī)污染物成熟有效的方法之一，并且在使用中活性炭對(duì)水量、水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng)。
數(shù)據(jù)表明，對(duì)COD濃度為50.04mg／L的生活廢水，在pH值為3，活性炭吸附時(shí)間為1h時(shí)，處理后廢水COD濃度為12.41 mg／L，去除率達(dá)到百分之七十八。
2、活性炭處理含汞廢水
在氯堿工業(yè)中，制造氯氣和苛性鈉；聚氯乙烯、乙醛、醋酸乙烯的合成工業(yè)均以汞作為催化劑；電子儀表工業(yè)也常用到汞，故這些行業(yè)均排放含汞廢水。活性炭能有效地吸附廢水中的汞，一些工廠已經(jīng)采用此法處理含汞廢水，但該法更適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水含汞濃度高時(shí)，可先進(jìn)行處理，降低廢水中的汞濃度后再用活性炭吸附?；钚蕴繉?duì)有機(jī)汞的吸附去除能力高于無機(jī)汞。活性炭對(duì)汞的吸附在 pH 值降低時(shí)，去除率將有所提高。
3、活性炭處理含酚廢水
含酚廢水廣泛來源于石油化工廠、塑料廠、合成纖維廠、焦化廠、紡織廠、制氮廠和煉油化工廠等?；钚蕴繉?duì)酚的吸附性能較好，可成功地處理含酚廢水。對(duì)于高濃度含酚廢水，當(dāng)進(jìn)水中的酚濃度為 1950mg/L 時(shí)，通過三柱串聯(lián)的活性炭吸附柱可使出水酚濃度低于 0.1mL，但吸附柱在不長的時(shí)間內(nèi)即被酚所穿透。故活性炭更適用于處理中、 低濃度的含酚廢水。