給水深度處理活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)分布
影響水處理用活性炭性能的因素很多，就活性炭本身而言，主要是孔隙結(jié)構(gòu)和表面的化學(xué)基團(tuán)，而在這兩者之中，孔隙結(jié)構(gòu)又是重要的因素。
按照前蘇聯(lián)科學(xué)院院士杜比寧（DUBININ）劃分法，活性炭的孔隙分類如下：微孔（D≤20Å），中孔（D=20-500Å），大孔（D＞500Å）；微孔又可以劃分為真微孔（D＜6Å）和次微孔（6Å＜D＜16Å）。
研究表明，并非所有的活性炭孔隙都能發(fā)揮吸附污染物的作用。從活性炭的孔隙功能圖可以看出（見圖2），不同的孔隙結(jié)構(gòu)其功能（或作用）是不同的，根據(jù)分子本身的大小不同，每種物質(zhì)都有對應(yīng)的較小孔隙尺寸，污染物能進(jìn)入的孔隙稱為有效孔隙（或?qū)⑽廴疚锬軌蚪咏幕钚蕴勘砻娣Q為有效表面）。
從圖2可以看出，對有機(jī)污染物而言，主要是微孔和中孔起吸附作用。活性炭的吸附容量取決于其有效孔隙容積的多少，有效孔隙容積越大，則吸附量越大，反之則越小。
早在20世紀(jì)80年代，蔣仁甫通過試驗(yàn)找到了區(qū)分有效和無效孔隙的數(shù)值，即D/d≥1.7（其中D為活性炭孔隙的直徑，d為吸附質(zhì)（污染物）分子的直徑）。也就是說，只有孔隙直徑大于等于污染物分子直徑的1.7倍時，吸附才能發(fā)生，且D/d較好為3.6，因?yàn)樵谶@種情況下，不僅孔隙容積利用率較高（＞70%），而且由于吸附質(zhì)分子不是處于四周受力的情況下，脫附（再生）較容易。
根據(jù)D/d≥1.7結(jié)論，可取得不同分子量有機(jī)污染物的分子尺寸及所需要的活性炭較小孔徑，見表1。
表1有機(jī)污染物的分子尺寸及所需要的活性炭較小孔徑
| 有機(jī)污染分子量/Da | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| 有機(jī)污染分子尺寸d/Å | 10 | 12.2 | 14.1 | 15.8 | 17.3 | 18.8 | 20 | 21.2 | 22.3 |
| 活性炭的較小孔徑D/Å | 17 | 20.74 | 24 | 26.82 | 29.4 | 31.96 | 34 | 36.4 | 37.91 |
綜上所述，吸附用給水深度處理活性炭較佳孔徑范圍為：17-37.91Å，即要求活性炭具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)（D≤40Å），尤其是次微孔結(jié)構(gòu)（12Å＜D＜32Å）。