活性炭在超純水處理設備中的作用

活(huo)性(xing)炭(tan)是一種多(duo)孔性(xing)的(de)(de)含炭(tan)物(wu)質, 它具有高度(du)發達的(de)(de)孔隙構造, 是一種極(ji)優(you)良的(de)(de)吸附劑, 每克活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)吸附面(mian)積更(geng)相當(dang)于八(ba)個網球埸之多(duo). 而其吸附作(zuo)用是藉由物(wu)理(li)性(xing)吸附力與化學性(xing)吸附力達成. 其組成物(wu)質除了(le)炭(tan)元(yuan)素外(wai)，尚含有少量的(de)(de)氫、氮、氧及灰份，其結構則(ze)為炭(tan)形成六環(huan)物(wu)堆積而成。 由于六環(huan)炭(tan)的(de)(de)不規則(ze)排(pai)列，造成了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)多(duo)微(wei)孔體積及高表面(mian)積的(de)(de)特性(xing)。

活性炭(tan)的(de)制造基本(ben)上(shang)分為兩(liang)過(guo)程，過(guo)程包括脫水及(ji)炭(tan)化(hua)(hua)，將原料(liao)加熱，在170至(zhi)600℃ 的(de)溫度下干燥，並使原有的(de)有機物大約80％炭(tan)化(hua)(hua)。第二過(guo)程是(shi)使炭(tan)化(hua)(hua)物活化(hua)(hua)，這是(shi)經由用活化(hua)(hua)劑如水蒸(zheng)汽與(yu)炭(tan)反(fan)應來完成(cheng)的(de)，在吸熱反(fan)應中主要產生由CO 及(ji)H2組成(cheng)的(de)混合氣(qi)體, 用以燃(ran)燒加熱炭(tan)化(hua)(hua)物至(zhi)適(shi)當的(de)溫度（800至(zhi)1000℃），以燒除其(qi)中所有可(ke)分解的(de)物質，由此產生發達的(de)微(wei)孔結構(gou)及(ji)巨(ju)大的(de)比(bi)表面積，因而具有很強的(de)吸附能力。

活(huo)性炭(tan)的孔(kong)(kong)(kong)隙按(an)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)的大小可(ke)分為三類。 大 孔(kong)(kong)(kong)：半(ban)徑(jing)(jing) 1000 - 1000000 A。 過渡(du)孔(kong)(kong)(kong)：半(ban)徑(jing)(jing) 20 - 1000 A。 微 孔(kong)(kong)(kong)：半(ban)徑(jing)(jing) - 20 A。

由不同原料制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)具有不同大小的(de)(de)(de)孔(kong)徑(jing)(jing)。由椰殼制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)具有小的(de)(de)(de)孔(kong)隙半(ban)徑(jing)(jing)。木質活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)一(yi)般具有大的(de)(de)(de)孔(kong)隙半(ban)徑(jing)(jing)，它們用(yong)(yong)(yong)於吸附較大的(de)(de)(de)分(fen)子，並(bing)且幾乎專用(yong)(yong)(yong)于(yu)液(ye)相中。在都市給水處理領域(yu)中使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)一(yi)種類型之(zhi)粒(li)狀活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)即是用(yong)(yong)(yong)木材制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)，稱為木炭(tan)(tan)(tan)。煤質活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)孔(kong)隙大小介(jie)於兩者之(zhi)間(jian)。

在煤(mei)質活(huo)性炭(tan)中，褐煤(mei)活(huo)性炭(tan)比無煙(yan)煤(mei)活(huo)性炭(tan)具有較多的過(guo)渡孔隙及較大的平均孔徑，煤(mei)質活(huo)性炭(tan)因此能有效地除去(qu)水(shui)中大分子有機物。

一般在超純水處理設備中使用的活性炭，其表面積不一定過大，但是應具有較多的過渡孔隙及較大的平均孔徑。日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性：比表面積為850至1000m2/g，孔隙容積為0.88至1.5ｍl ／g ，平均孔隙半徑為40至50A