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活性炭吸附是去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的有效措施。自19世纪30年代活性炭开始应用于水处理中，至今已成为国内外最常用的吸附剂。
颗粒活性炭外观为暗黑色，具有良好的吸附性能，其化学，陛质稳定，耐强酸强碱，耐高温，密度比水小，是一种多孑L的疏水性吸附剂。活性炭材料具有各种空隙，可以发挥不同的功能；微孔(直径< 2nm)，拥有很大的比表面积，呈现出很强的吸附作用；中孔（直径2- 50nm)，又叫中间孔，可添载催化剂或化学脱臭药剂；大孔(直径>50nm)，通过微生物及菌类在其中繁殖，可以使无机的炭材料发挥生物物质的功能。
由于活性炭具有多孔、细孔结构和巨大的比表面积，因而对苯、酚类、石油产品等溶解性有机物和色、臭、味、合成洗涤剂等常规处理难以去除的杂质有极强的吸附作用，并且可以脱除水中微量的氯，防止加氯消毒后产生三氯甲烷等有害物质。活性炭处理装置占地少，易于自动控制，运行管理简单，对水量、水质、水温变化适应性强，饱和炭可再生使用，具有广阔的应用前景。
活性炭吸附技术一般用于去除水中的溶解性有机物，对相对分子质量在500一 3000的有机物去除效果最好，大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代烃等都能够牢固吸附在活性炭表面上或孑L隙中，并且腐殖质、合成有机物也能被活性炭吸附去除。实践证明，活性炭可降低总有机碳(TOC)、总有机卤化物(TOX)和总三卤甲烷(TTHM)等指标。但活性炭对有机物的去除也受有机物特性的影响，同样大小的有机物，活性炭对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物具有较强的吸附能力。
在给水处理中活性炭能够除臭、除味、除色度、去除有机氯、去除ABS（烷基苯磺酸钠、合成洗涤剂）等，是除臭除味的最有效方法之一。对于水中的铁、锰及植物分解产物或有机污染而产生的颜色也能十分有效地去除。
在城市污水处理中，活性炭的应用有两种方式：其一是城市污水的三级处理，即常规的化学混凝（一级处理）、生化处理（二级处理）、活性炭吸附（三级处理），亦称污水的高级处理；其二是用于城市污水的物理化学处理，即化学混凝沉淀处理后，再用活性炭吸附，也有在混凝沉淀、过滤、消毒后，再用活性炭吸附，但不采用生化处理步骤，因此称为物化处理。
活性炭处理含铬废水时，主要有两种方法：一种方法是在最佳pH值4-6的条件下，活性炭对Cf6+先进行吸附，然后用无机酸解吸，同时将其还原成Cr3+，并浓缩回收；丝网除沫器另一种方法是在最佳pH值4-6.5的条件下，活性炭对Cr6+先进行吸附，然后用无机碱NaOH解吸Cr6+，随即对生成的铬酸盐类进行浓缩回收。值得注意的是，在此过程中，活性炭既可作为吸附剂，同时又可作为还原剂。近年来对活性炭处理含氰废水的研究发现，单纯利用活性炭的吸附性能去除氰化物效果较差，利用催化氧化法以從两隊氰效果。含汞废水处理研究表明，活性炭适于处理含汞量在5 mg/L以下的废水。

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