摘要：活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭，具有無數(shù)細(xì)小孔隙，表面積巨大，活性炭的表面積為500~1 500m2/g。活性炭由很強(qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能，而且還具有解毒作用。
1 活性炭對(duì)限制氯的使用采用的方法
目前，活性炭對(duì)去除有機(jī)物和限制氯的使用方面已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用，限制氯的使用通過兩種方法：
①是活性炭床單—過濾法；
②是砂碳結(jié)合的帶臭氧氧化的雙過濾法。
2 水中有機(jī)物的分類
在原水中存在著各種各樣的有機(jī)物，長期以來水處理專家對(duì)有機(jī)物分類如下：
2.1 第一種分類
1)有機(jī)物帶有一種使人討厭的嗅味；
2)有機(jī)物本身沒有嗅味，但是經(jīng)過處理，特別是氯化處理產(chǎn)生一種嗅味；
3)有機(jī)物沒有嗅味，也不受處理工藝的影響。
4)影響水處理的有機(jī)物，例如產(chǎn)生泡沫。
多年來，因?yàn)橐獌艋脑砍渥悖赃@種分類只考慮水處理，主要是以嗅味為中心，特別是以氯處理有關(guān)的嗅味來劃分的。而這種氯味是不受人們歡迎的。
自從開始應(yīng)用活性炭以來，這種討厭的氯味導(dǎo)致了臭氧的應(yīng)用。
2.2 第二種分類
近來由于原水質(zhì)量降低，一種新的有機(jī)物分類法已經(jīng)居于首位。第二種分類不僅與處理水可以引起器官感覺的性質(zhì)有關(guān)，而且也考慮到某些化合物的可能長期影響，第二種分類如下：
1)不是用處理方法，特別不是用氯化生成的天然有機(jī)物。
2)是由氯化作用轉(zhuǎn)變生成的天然有機(jī)物。
3)有機(jī)物是人造的。
第二條去除物要求沒有氯化處理，第三條去除可以用任何一種適當(dāng)?shù)姆椒ㄟ_(dá)到目的。
3 活性炭水處理方法
在活性炭仍起重要作用的情況下，已經(jīng)研究出一種新的處理原理，但是這種原理與原來已經(jīng)證明的函數(shù)關(guān)系有所不同，活性炭不僅是一種有效的吸附劑，而且也是生物降解的較好場所。
可是，不能認(rèn)為活性炭的作用是單一的，現(xiàn)在活性炭與其他水處理工藝相結(jié)合，其有效作用更為顯著。
人們使用活性炭主要是去除水源中的天然嗅味。這種嗅味常常與水中長有藻類植物有關(guān)。實(shí)際上，在多數(shù)情況下，這種嗅味不是很強(qiáng)。但是，由于人造有機(jī)物的作用，主要是通過氯化使嗅味加強(qiáng)了。
水中有機(jī)物和氨氮含量逐漸增加。為了去除氨氮，加氯時(shí)產(chǎn)生嗅味這一難題需要解決，在這個(gè)問題上，活性炭是很有效的。
在某種情況下，當(dāng)被處理的水含有特殊的合成有機(jī)物時(shí)，而且這種有機(jī)物具有一種有害的嗅味或影響處理工藝流程，就可以用活性炭達(dá)到去除效果，開始時(shí)應(yīng)用活性炭。
活性炭處理水的技術(shù)已經(jīng)是很完善的。根據(jù)其他試劑的使用特點(diǎn)，研究活性炭放入位置，過去發(fā)現(xiàn)應(yīng)該最后放碳，盡可能讓活性炭離開絮凝劑，氯或二氧化氯。另外還發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)不同位置分段加碳能改進(jìn)處理系統(tǒng)。
在被處理水中有機(jī)物和氨氮含量濃度低時(shí)，用粉狀活性炭去除嗅味是很有效的。不用很大投資，當(dāng)遇到有機(jī)物短期峰值時(shí)適應(yīng)性特別好。盡管粉狀活性炭能達(dá)到去除有機(jī)物的效果，但是經(jīng)濟(jì)效益的可行性受到一些限制。把一個(gè)精心設(shè)計(jì)又精心操作的絮凝一沉淀工藝結(jié)合起來。用20-30mg/L粉狀活性炭可以降解總有機(jī)物的60%，但是不斷的增加氯化作用的投藥量。伴隨著溶解氨生產(chǎn)的嗅味愈難解決，這種嗅味用粉狀活性炭不能去除。因此人們注意到粒狀活性炭不僅能代替粉狀活性炭的用途，而且當(dāng)流量很低時(shí)，能擴(kuò)大使用范圍。開始，這種變化發(fā)生單一過濾階段，用砂過濾床通過粒狀活性炭交換。
在未經(jīng)粒狀活性炭裝置之前，水中存在有嗅味，特別是氯的嗅味。但是，要應(yīng)用折點(diǎn)加氯去除氨來停止有機(jī)物與濾的反應(yīng)是不可能的，這可以用需要的氯量來證明。雖然所用的加氯量是溶解氨的七倍就足以達(dá)到控制氨的目的，可是實(shí)際上加氯量要超過溶解氨的10倍。
另外，有時(shí)氨和有機(jī)物對(duì)氯消耗量的競爭是很難預(yù)測的，因?yàn)檫@種反應(yīng)是很復(fù)雜的。這可能產(chǎn)生對(duì)氯需用量不足，使氨產(chǎn)生局部氧化而停止在氯胺的表面。人們把水中的氯化有機(jī)物和氯胺不適當(dāng)?shù)亟y(tǒng)稱為“氯的嗅味”。此外，在折點(diǎn)氯化的原水中可能測得的氣味臨界值是20，而在折點(diǎn)氯化處理前測得的值才是4。
用粉狀活性炭消除氯味是困難的。在粉狀碳與氯結(jié)合前應(yīng)當(dāng)把有機(jī)物去除掉，需要用大量粉狀活性炭去獲得可靠的效果。
在濾床里粒狀活性炭去除氯的機(jī)理有明顯的不同。首先粒狀活性炭作為一種氯的去除劑，分解氯胺而生成氨，在濾床里，用消化細(xì)菌去除氯胺的效果還算好，在出口處產(chǎn)生游離氨水。其次，粒狀活性炭吸附有機(jī)氯化物產(chǎn)生的嗅味和氣味，由于這種吸附反應(yīng)是很緩慢的，因此采用低濾速過濾。這樣，在一個(gè)長周期內(nèi)。碳充分吸附嗅味。
在這種條件下，活性碳過濾效果常常維持1~2a以上，而去除總?cè)芙庥袡C(jī)物的效果只維持幾個(gè)月的時(shí)間。粒狀活性碳能迅速吸收氯化水中的氯，而生成一種新的有機(jī)氯化物。
應(yīng)用碳的種類很多，其中有許多種用于處理水的嗅味都能得到滿意的效果。除了去除嗅味以外，當(dāng)要處理的水中通常含有少量合成有機(jī)物時(shí)，可以采用活性碳過濾，而當(dāng)水源受到工業(yè)廢水偶然污染影響時(shí)，也可以采用活性碳過濾，這種工業(yè)廢水在短瞬間產(chǎn)生合成有機(jī)物峰值，即使總有機(jī)碳已經(jīng)飽和時(shí)，活性碳吸附這個(gè)峰值，排放少量有害有機(jī)物，在該情況下，粉狀活性碳在投量多時(shí)也是很有效的。盡管碳濾池連續(xù)地有效，可是，需要監(jiān)控裝置檢測處理效果。由于這個(gè)原因，有時(shí)使用粒狀活性碳濾池比粉狀活性碳濾池更好。
最近幾年，加速了對(duì)活性炭的研究。而新的研究又促進(jìn)了活性炭技術(shù)的不斷改進(jìn)�？梢杂枰姡钚蕴考夹g(shù)將進(jìn)一步發(fā)展。
通常采用兩種基本方法：
①方法是吸附一即在活性炭床上單一過濾。
②方法是生物增長吸附法這種方法帶有砂炭床雙過濾和分步臭氧氧化的過程。
這兩種方法都能改進(jìn)處理過水的水質(zhì)，但是在所有情況下，二者之間有一種較佳選擇，這種選擇取決于原水污染程度和對(duì)處理過水的水質(zhì)要求，對(duì)水質(zhì)要求越高，越傾向采用雙過濾法。