一、 物理结构指标

1. 比表面积：单位质量活性炭所具有的总表面积（通常以 m²/g 表示）。

重要性： 这是吸附容量的基础。更大的比表面积意味着有更多的“吸附位点”可供污染物分子附着。一般水处理用活性炭的比表面积在 600-1200 m²/g甚至更高。

注意点： 并非比表面积越大就一定越好。孔隙结构分布决定了哪些大小的分子能被有效吸附。

2. 孔隙结构与孔径分布：

微孔： 孔径 < 2 nm。提供主要的比表面积，是吸附小分子（如挥发性有机物VOCs、部分异味分子）的关键区域。

中孔： 孔径 2 - 50 nm。在吸附稍大分子（如天然有机物NOM中的腐殖酸、富里酸、部分染料分子、合成有机物）以及作为污染物分子进入微孔的通道方面起重要作用。

大孔： 孔径 > 50 nm。主要作为传输通道，将污染物分子快速输送到中孔和微孔区域。

重要性： 这是选择活性炭类型（如煤质炭、椰壳炭、木质炭）和应用场景匹配的核心依据！

去除小分子污染物（如苯、氯仿、余氯）： 需要丰富的微孔。

去除大分子有机物（如腐殖酸、色素、大分子合成有机物）： 需要发达的中孔结构。椰壳炭通常微孔更发达，煤质炭中孔比例相对更高。

评估方法： 通过氮气吸附等温线计算得到。关注微孔和中孔的容积比例。

3. 表观密度/堆密度：单位体积活性炭的质量（通常以 g/cm³ 或 g/L 表示）。表观密度指颗粒本身的密度（排除颗粒间空隙），堆密度指自然堆积状态下的密度（包含颗粒间空隙）。

影响吸附容量：在固定体积的反应器（如活性炭滤罐）中，堆密度高的炭可以填充更多质量，从而可能提供更大的总吸附能力。

影响反冲洗：密度影响颗粒的沉降速度和反冲洗强度要求。

运输与成本：与填充体积相关的成本（如运输、存储）有关。

注意点：高密度不一定代表高性能，需结合比表面积和孔隙结构综合判断。

4. 粒度/粒径分布：颗粒的大小范围（如 8x30目， 12x40目）及其分布均匀性。

水力特性：影响水流阻力（压降）、反冲洗效果和流化状态。颗粒越小，压降越大，吸附动力学越快（扩散路径短）；颗粒越大，压降越小，但吸附速度可能稍慢。

吸附动力学：小颗粒比表面积更大（单位质量），吸附速度通常更快。

反冲洗要求：均匀的粒径分布有助于获得稳定的床层和有效的反冲洗。

选择依据：根据处理流量、接触时间、反应器类型（固定床、流化床、移动床）和允许压降来选择。

二、 化学与表面性质指标 

1. 碘值：衡量活性炭在标准条件下吸附碘（分子量较小，约 254Da）的能力（以mg/g表示）。常用标准如ASTM D4607。

重要性：是表征活性炭对小分子（尤其是低分子量有机物）吸附能力的经典指标。 碘值越高，通常表明微孔越发达，对小分子吸附能力越强。是水处理（特别是饮用水除味、除微量有机物）中***常用的指标之一。

局限性： 主要反映微孔对极小分子的吸附能力，对大分子有机物（如NOM）的吸附能力指示性有限。

2. 亚甲蓝值：衡量活性炭吸附亚甲蓝染料（分子量中等，约 320Da，分子尺寸约 1.5nm）的能力（以mg/g或mL/g 表示）。常用标准如 ASTM D3860。

重要性： 是表征活性炭中孔发达程度和对中等分子量有机物（如部分染料、部分NOM组分）吸附能力的关键指标。 对于去除色度、部分大分子有机物特别有参考价值。

3. 四氯化碳吸附率：在特定条件下，活性炭吸附饱和四氯化碳蒸汽的重量百分比（%）。

重要性： 主要用于表征气相活性炭的性能，但有时也用于液相炭，反映其对非极性、易挥发有机物的吸附潜力。 在评估去除VOCs时有一定参考意义。

4. 酚值：衡量活性炭在标准条件下将含酚水溶液脱色至特定浓度所需的活性炭量（以mg/g表示）。

重要性： 反映活性炭对极性有机物（如酚类）的吸附能力。 酚值越低，表示去除酚类物质的效率越高。对于含酚废水处理是重要指标。

5. pH值/表面酸碱性：活性炭本身或其水浸出液的酸碱度。活性炭表面含有多种含氧官能团（羧基、内酯基、酚羟基、羰基等），这些官能团的种类和数量决定了其表面化学性质（亲水性/疏水性、电荷性质）。

影响吸附选择性：对离子型或极性污染物的吸附有显著影响。酸性炭易吸附碱性物质（如胺类），碱性炭易吸附酸性物质（如酚类）。

影响稳定性：可能影响某些污染物在炭表面的催化降解或聚合。

影响溶液pH：在纯水或低缓冲体系中，炭的pH值可能影响处理水的pH。

6. 灰分：活性炭在高温（如 800°C）下灼烧后的残余无机物含量（%）。

纯度：高灰分意味着有效碳含量低，单位质量的吸附能力可能下降。

潜在风险： 灰分中的金属离子（如铁、锰、铝、钙、镁）在特定条件下（如低pH）可能溶出，造成二次污染（铁锰超标、硬度增加）。某些金属（如铁）可能催化氧化反应或促进微生物滋生。

影响孔隙： 灰分可能堵塞孔隙，降低有效比表面积。

要求： 饮用水处理用炭通常要求灰分低于 8-10%，甚至更低（如 3-5%）。再生炭的灰分通常更高。

7. 水分：活性炭所含水分的百分比（%）。

计量准确性： 影响购买有效成分（干炭）的成本。

储存稳定性： 过高水分可能导致运输和储存过程中发热甚至自燃（尤其对粉炭）。

使用： 湿炭装入干燥设备可能导致初期出水浑浊。一般要求出厂水分 <5%。

三、 动态性能指标 

1. 穿透曲线与穿透时间/吸附容量：

在模拟实际运行的动态柱实验（小试或中试）中，测量目标污染物在活性炭床层出口浓度随时间（或处理水量）的变化曲线。当出口浓度达到进水浓度的特定百分比（如 5%, 10%）时，称为“穿透点”，对应的时间或处理水量即为穿透时间/处理量。完全饱和前的总吸附量即为动态吸附容量。

重要性： 这是评估活性炭对特定实际水质中目标污染物去除效果的***直接、***可靠的方法！ 实验室静态指标（碘值、亚甲蓝值）只能提供参考，实际水质的复杂性（多种污染物共存、离子强度、pH、天然有机物竞争吸附等）会显著影响活性炭的性能。动态实验能真实反映吸附速率、传质区长度和有效吸附容量。

强烈建议： 对于重要项目或复杂水质，务必进行针对目标污染物的动态吸附柱实验。

2. 磨耗率/硬度：衡量活性炭颗粒在机械搅拌或水流冲击下抵抗磨损破碎的能力（%）。常用球盘磨耗仪或搅拌法测定。

使用寿命： 磨耗高的炭在反冲洗、运输、装卸过程中易产生细粉，导致滤床压降升高、炭损失增加、出水浊度上升。

运行成本： 减少炭的损耗，降低补充频率和运行成本。

要求： 固定床用颗粒炭要求磨耗率低（如 <5%）。粉炭不考核此项。

3. 漂浮率：在特定条件下，活性炭颗粒漂浮于水面的比例（%）。

重要性：反映炭粒的浸润性和密度。漂浮率高的炭（疏水性强或密度过低）在水处理中难以润湿下沉，影响填充密度和流场分布，反冲洗时易流失。要求通常 <1-2%。

四、 安全与卫生指标

1. 重金属溶出：

活性炭（尤其是再生炭或原料含杂质）可能含有铅、砷、镉、铬、汞等有毒重金属。必须严格测试其在处理水中的溶出浓度，确保符合饮用水卫生标准（如中国GB 5749, 美国EPA, 欧盟指令）。

测试方法： 通常用纯水或酸性水浸泡，测定浸出液中重金属含量。

2. 其他溶出物：关注氰化物、多环芳烃等可能从炭中溶出的有害物质。再生炭尤其需要注意。

3. 微生物指标：活性炭床是微生物滋生的温床。虽然生物活性炭工艺利用此特性，但在常规吸附工艺中，需防止微生物过度繁殖导致出水细菌超标或产生嗅味。新炭应控制初始菌落总数。运行中需定期反冲洗和消毒。

本号对转载，分享，陈述，观点保持中立，目的仅在传递更多消息，版权归原作者。如有版权方面处理不当之处，欢迎联系18537983133告知删帖事宜，本号将尽快处理。谢谢！