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

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程。它與吸收作用（absorption）相反，后者的外界物質會進入底物的體內。

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。實際上，一茶匙的活性炭的表面積甚至超過一個美式橄欖球場的面積。

物理現(xiàn)象

由于這樣罕見特性，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。它的去除原理是通過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。

污染物和碳表面之前的相互作用是通過范德華力(Van der Waal forces)和誘導性的偶極相互作用發(fā)生的?；钚蕴际瑢⒅行杂袡C分子誘發(fā)成為分子內偶極子。誘導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為提前凝聚（premature condensation）。

粉末活性炭

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

粉狀活性炭可用于擴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污染市政水源的問題。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，它還可以保護那些固定式的活性顆粒碳床免受突然的進水污染。

如果處理廠缺少基于顆粒活性炭的基礎設施，或者在特定時間內濾池沒有足夠的顆粒活性炭來應對一些偶然性的污染事件的話，使用粉末活性炭是一個比較經(jīng)濟的替代方案。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閾值以下。

顆?；钚蕴?/strong>

毫米級的顆?；钚蕴靠梢詫⑽廴疚锼浇抵练治鰴z測閾值濃度以下，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?shù)氖┰O來補充新的濾料去，并且將用過的廢舊活性炭進行熱再生。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€連續(xù)過程，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”。

對于可能性和頻率較高的工業(yè)污染，需要準備更多的活性炭來應對可能的緊急情況。粒狀或超大碳顆粒活性炭用于控制城市污水中的揮發(fā)性污染氣體，例如硫化氫和其他氣體。顆?；钚蕴恳矞p少了過濾床的變量，讓廢氣流通過碳床就能實現(xiàn)凈化，這也減少了讓廢氣通過致密濾床的風機等潛在能耗。

使用常規(guī)活性炭，流動性的硫化氫還可以氧化成不能移動的單質硫，這些硫單質會在碳表面積聚。目前已經(jīng)有人研究用生成的硫單質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雜質，回收硫酸直接或者經(jīng)濃縮后可回用。