活性炭（AC）是一种通用吸附剂。它用于净化我们饮用的水，我们呼吸的空气，我们吃的许多食物以及我们每天使用的许多工业化学品。在饮用水处理中，AC用于去除味道和气味，VOC和无数不需要的有机物质。美国环保署将颗粒活性炭（GAC）列为最佳可行技术（BAT），用于去除饮用水中的特定有机物。在家用水过滤装置中，它还用于去除消毒剂，例如氯和氯胺，以及DBP。

活性炭类型

用于制造AC的三种最常见的原材料是煤，椰子壳和木材。其他类型的原材料使用程度要小得多，包括水果和橄榄核，坚果壳，竹子和稻壳。用于水最常见的类型AC的治疗是煤，coconut-和木材为主。活性炭可以粉末形式（PAC），颗粒形式（GAC）或颗粒形式使用，称为挤出活性炭（EAC）。将粉末状活性炭加入水中，然后过滤掉。粒状活性炭和EAC（在较小程度上）用于固定床 -吸附塔。

对于小型POU AC系统，例如水龙头安装和投手装置，优选20 x 50目尺寸的GAC。这种小尺寸提供了快速的动力学为吸附的杂质和氯去除，同时维持可接受的压降。较大的POE系统使用12 x 30或12 x 40目尺寸。这种较大的粒径仍然允许快速的动力学和可接受的压降，同时更容易覆盖大面积。两种形式的GAC和EAC都可以在用完后进行热再活化，无论是为了节省成本还是为了生态效益废物最小化。

饮用水处理

饮用水部分显然是使用PAC和GAC的AC的最大用途之一。美国每年使用数亿英镑的AC。除了日益增长的清洁饮用水需求之外，更新的市场驱动因素是美国环保署最终实施的DBP规则。这些法规旨在帮助防止形成有害化合物，如三卤甲烷（THM）和卤乙酸（HAAs），以及在添加氯或氯胺作为消毒剂之前从市政饮用水中去除有机物。估计每年有5000万到7000万英镑的GAC 这个细分市场目前需要，这些监管驱动因素预计将在未来为AC市场带来巨大增长。

另一个令人关注的领域是使用AC去除痕量的药物和个人护理产品（PPCPs），以及饮用水中的内分泌干​​扰化合物（EDCs）。许多不利的生态影响归因于这些化学物质，但目前尚不清楚它们对人类健康构成的风险。以前，这些化学物质在水中的存在是已知的，但很难量化。今天，新的分析方法可以将这些化学物质的存在量减少到万亿分之一（ppt）。每万亿分之一相当于26个奥运会规模的游泳池中的一滴。

绝大多数EDCs和PPCP目前尚未受到监管，饮用水中的水平通常很低。然而，与这些低水平相关的人类健康风险尚未完全了解。由于传统的市政自来水处理不会删除这些化学物质的ppt级非常好，POE和POU水治疗与AC设备可以帮助填补这一空白。最近开发了一种新的饮用水标准NSF / ANSI 401，用于评估POE / POU装置对这些潜在污染物的性能。

细网活性炭和碳块

动力学上，随着颗粒尺寸的减小，有机杂质的吸附速率和AC 的脱氯速率迅速上升。这种动力学效应被用于制造POU和POE市场的碳块。碳块由所谓的细网AC制成，其粒度通常比市政水过滤器中使用的GAC小10至15倍。

典型的细网眼尺寸包括30×200,50×200和80×325。细网眼AC用粘合剂模塑或挤出以形成固体块。添加剂也可以掺入碳块中以靶向某些污染物如铅并提高性能。与使用GAC有效去除污染物所需的接触时间分钟相比，碳块过滤器通常具有0.25至1英寸（6.35至25.4mm）的块厚度并且具有仅几秒的空床 接触时间。

AC的一个更常见的用途是去除氯以改善氯化饮用水的味道和气味。随着AC 的粒径减小，AC 过滤器的氯去除寿命显着增加。例如，包含150立方厘米12×40目尺寸AC 的过滤器具有80加仑（302升）的容量。对于相同体积的AC，将碳颗粒尺寸减小到100×200目，使床的寿命增加到10,000加仑（37,854升）。

精确的粒度控制

随着越来越小的AC颗粒用于制造碳块，对精确粒度控制的需求变得更加重要。碳粒径的微小变化会对水流速和污染物去除性能产生显着影响。为了说明，表1中示出了粒度分布的三个实例（类型A，B和C）。类型A显示了较粗粒度和较窄分布的实例。这导致产生的>4.0升/ min的流速更高，但是相对低的碳块效率的污染物的去除。在另一端，C型显示更精细的示例粒径更广泛的分布。这导致碳块产生<2.5升/分钟的较低流速，但是相对高的污染物去除效率。在其间，B型显示了具有精确控制的最佳粒度分布的示例。这导致碳块产生3.5至4.0升/分钟的所需流速，同时保持高效的污染物去除。

为了获得最佳的粒度分布，需要进行精确的粒度测量。（最初为GAC开发的传统筛分方法对于细网状碳是不能令人满意的。）现代仪器基于激光衍射。这种仪器可以为湿和干分散体提供快速，准确的粒度分布，并且在纳米到毫米粒度范围内的努力最小。

结论

有许多不同类型的AC可用。选择正确的类型和正确的粒度分布对于确保正确的性能至关重要。与供应商密切合作，确保您选择最经济的AC来满足您的性能目标。