全氟和多氟烷基物质（PFAS）是难以分解的水污染物，通常可通过颗粒活性炭填充床来去除。在本研究中，我们提出了一种基于颗粒级分辨率的模拟框架，用于研究如何设计填充床的微观结构以提升对PFAS的吸附效果。该模型能够精确模拟单个颗粒，并计算固体吸附剂颗粒及其间隙中的物质传输过程。这使我们能够分析不同多分散性颗粒配置对填充床穿透行为的影响。对于所研究的微孔吸附剂颗粒，其内部扩散被视为限速机制，而吸附平衡则用朗缪尔等温线来描述。该方法的独特之处在于它能体现颗粒内部非均匀且非同心的PFAS分布情况，这是传统简化模型所无法实现的。我们的模拟结果与文献中关于单分散碳颗粒填充床的实验数据进行了对比，两者吻合度较高。模拟结果显示，由粗颗粒和细颗粒组成的双分散填充床的穿透曲线介于相同颗粒构成的单分散填充床之间。在完全混合颗粒配置与分层颗粒配置的比较中，混合配置更能延缓穿透现象，其次是粗颗粒置于上游的分层配置。
