活性炭过滤器是一种以活性炭为核心滤料,通过物理吸附和化学吸附作用,去除水中有机物、异味、色度、余氯等污染物的压力式过滤设备,常作为水处理系统的深度预处理或净化单元。
活性炭过滤器的结构与多介质过滤器类似,但滤料和功能更聚焦 “吸附净化”,核心构成如下:
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核心滤料:活性炭
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常用类型:颗粒活性炭(GAC),孔径发达、比表面积大(通常 800-1200㎡/g),吸附能力强;部分场景用粉末活性炭(PAC),但需配合过滤单元防止流失。
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吸附原理:通过物理吸附(范德华力)捕捉水中小分子有机物、余氯,通过化学吸附(化学反应)去除部分重金属离子(如汞、铅)和色度物质(如腐殖酸)。
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结构部件:包括碳钢 / 不锈钢 / 玻璃钢罐体、布水装置(顶部或底部进水,确保水流均匀接触活性炭)、鹅卵石支撑层(防止活性炭流失)、进出口阀门及排污阀,部分设备会加装压力表和流量计监测运行状态。
活性炭过滤器的运行分为 “吸附阶段” 和 “反冲洗阶段”,核心是通过活性炭的吸附能力净化水质,通过反冲洗恢复部分吸附能力。
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吸附阶段:原水从罐体顶部进入,经布水装置均匀分配后,自上而下流经活性炭层。水中的有机物、异味分子、余氯等污染物被活性炭表面的孔隙吸附,净化后的水从底部出水口排出。随着运行时间增加,活性炭吸附逐渐饱和,吸附能力会逐步下降。
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反冲洗阶段:当过滤器进出口压差达到 0.1-0.15MPa(或出水异味、余氯超标)时,启动反冲洗。反冲洗水从底部进入,自下而上冲刷活性炭层,使活性炭颗粒翻滚碰撞,剥离表面吸附的部分松散杂质;含污污水从顶部排污口排出,完成 “再生”。需注意:反冲洗仅能去除表面杂质,无法恢复已饱和的吸附孔隙,活性炭仍需定期更换。
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净化目标明确:主要针对水中有机物、异味、色度、余氯,尤其对余氯的去除率可达 99% 以上,能有效保护后续反渗透膜(余氯会氧化膜元件)。
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吸附能力有限:活性炭的吸附量有上限(即 “吸附容量”),易被高浓度有机物、油脂污染而失效,需定期更换,无法像多介质过滤器那样长期反复使用。
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运行条件温和:适宜水温 5-40℃,水温过高会导致吸附的有机物脱附,二次污染水质;进水浊度需≤5NTU(建议搭配多介质过滤器预处理),避免悬浮物堵塞活性炭孔隙。
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操作维护简单:日常仅需监测进出口压差和出水水质,反冲洗可自动化控制,无需复杂操作;但需定期更换活性炭,更换周期短于多介质过滤器的滤料。
活性炭过滤器的应用聚焦 “水质深度净化”,尤其适用于对异味、余氯、有机物敏感的场景:
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饮用水净化:用于市政自来水终端净化(如小区直饮水站、家用净水器)、瓶装水 / 桶装水生产,去除自来水的余氯味、消毒副产物和微量有机物,提升口感。
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工业水处理预处理:作为反渗透(RO)、EDI 等纯水设备的前置预处理,去除原水中的余氯和有机物,防止余氯氧化膜元件,避免有机物污染树脂,保障后续设备稳定运行,常见于电子、制药、食品行业的纯水制备。
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** wastewater 深度处理 **:在工业废水(如印染、造纸废水)或生活污水处理的深度处理阶段使用,去除废水中残留的染料、农药、酚类等有机物,降低 COD(化学需氧量),为中水回用(如绿化、冲厕)或达标排放提供保障。
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特殊场景净化:用于泳池水、景观水、水产养殖水的净化,去除水中的异味、藻类代谢物和余氯,改善水质环境;也用于食品加工(如饮料、啤酒酿造)的原料水净化,去除影响产品风味的杂质。
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控制进水水质:进水浊度需≤5NTU,需前置多介质过滤器;禁止处理含大量油脂、高浓度有机物的水(如餐饮废水),避免活性炭 “中毒” 失效。
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规范反冲洗参数:反冲洗水压力 0.1-0.12MPa(低于多介质过滤器),强度 6-10L/m2?s(防止活性炭颗粒破碎),时间 5-8 分钟;建议搭配气洗(气洗压力 0.04-0.06MPa),提升杂质剥离效果,但气洗强度不可过高。
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定期更换活性炭:活性炭更换周期通常为 1-2 年(根据进水水质和处理量调整),若出水余氯>0.1mg/L 或异味明显,需提前更换,不可超期使用。