一、概述

二、結(jié)構(gòu)組成

1. 罐體
   • 罐體是活性炭過(guò)濾器的外殼，通常采用碳鋼、不銹鋼或玻璃鋼等材質(zhì)制作。碳鋼罐體成本較低，但需要進(jìn)行防腐處理，以防止被水中的化學(xué)物質(zhì)腐蝕；不銹鋼罐體（如 304 或 316 不銹鋼）具有良好的耐腐蝕性和較高的強(qiáng)度，適用于對(duì)水質(zhì)要求較高的場(chǎng)合；玻璃鋼罐體質(zhì)輕、耐腐蝕，并且具有良好的絕緣性，在一些特殊環(huán)境下有優(yōu)勢(shì)。罐體形狀一般為圓柱形，其兩端設(shè)有封頭，罐體上還設(shè)有進(jìn)出水口、排污口、人孔等接口，方便操作和維護(hù)。
2. 活性炭濾層
   • 活性炭濾層是活性炭過(guò)濾器的核心部分。活性炭通常呈顆粒狀或粉末狀填充在罐體內(nèi)。顆粒活性炭具有較好的物理強(qiáng)度，不易破碎，使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)；粉末活性炭吸附速度快，但在過(guò)濾過(guò)程中容易流失，需要特殊的固定方式。活性炭的粒徑一般在 0.5 - 4mm 之間，其比表面積非常大，可達(dá) 500 - 1500m2/g，這使得它能夠提供大量的吸附位點(diǎn)。濾層的厚度根據(jù)過(guò)濾要求和處理水量等因素而定，一般在 0.5 - 2m 之間。
3. 布水系統(tǒng)
   • 布水系統(tǒng)位于過(guò)濾器的頂部，主要作用是將進(jìn)水均勻地分布在活性炭濾層的表面。常見(jiàn)的布水系統(tǒng)有穿孔管布水器和噴頭布水器。穿孔管布水器是在一根或多根管道上開(kāi)設(shè)小孔，使水通過(guò)小孔均勻地灑在活性炭濾層上；噴頭布水器則通過(guò)噴頭將水噴射成均勻的水霧狀，確保水能夠均勻地通過(guò)活性炭濾層進(jìn)行過(guò)濾。良好的布水系統(tǒng)可以避免出現(xiàn)局部水流過(guò)快或過(guò)滿的現(xiàn)象，使活性炭能夠充分發(fā)揮吸附作用，提高過(guò)濾效果。
4. 集水系統(tǒng)
   • 集水系統(tǒng)位于過(guò)濾器的底部，用于收集經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾后的清水。一般采用多孔板或?yàn)V帽式集水器。多孔板上有許多小孔，過(guò)濾后的水通過(guò)小孔匯集到出水管道；濾帽式集水器則是在多孔板上安裝濾帽，濾帽可以防止活性炭顆粒流失，同時(shí)確保水能夠順利地被收集。
5. 反沖洗系統(tǒng)
   • 反沖洗系統(tǒng)是為了清潔活性炭濾層而設(shè)置的。當(dāng)活性炭吸附了大量雜質(zhì)后，其吸附能力會(huì)下降，通過(guò)反沖洗可以將活性炭表面和孔隙內(nèi)的雜質(zhì)沖洗掉，恢復(fù)其吸附性能。反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗水泵、反沖洗管道、閥門等。反沖洗時(shí)，水從底部進(jìn)入過(guò)濾器，反向沖洗活性炭濾層，將截留的雜質(zhì)沖洗掉并隨反沖洗水從頂部的排污口排出。

三、工作原理

1. 吸附原理
   • 活性炭的吸附作用主要基于其高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積。其孔隙分為微孔、中孔和大孔。微孔的孔徑小于 2nm，主要用于吸附小分子物質(zhì)，如水中的有機(jī)物分子（如農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等）、余氯（Cl?、HClO 等）、重金屬離子（如汞、鉛等）；中孔（孔徑在 2 - 50nm 之間）和大孔（孔徑大于 50nm）則有助于大分子物質(zhì)的吸附和擴(kuò)散，例如水中的腐殖酸、富里酸等大分子有機(jī)物可以被中孔和大孔吸附。
   • 活性炭表面的官能團(tuán)（如羧基、羥基等）也在吸附過(guò)程中發(fā)揮作用。這些官能團(tuán)可以與水中的一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附，例如，官能團(tuán)可以與余氯發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將余氯去除；與重金屬離子發(fā)生離子交換或絡(luò)合反應(yīng)，從而吸附重金屬離子。
2. 過(guò)濾過(guò)程
   • 含有雜質(zhì)的水從活性炭過(guò)濾器的頂部進(jìn)入，通過(guò)布水系統(tǒng)均勻地分布在活性炭濾層的表面。水在重力作用下緩慢地通過(guò)活性炭濾層，水中的有機(jī)物、余氯、色素、異味物質(zhì)等被活性炭吸附。經(jīng)過(guò)充分吸附后的清澈水通過(guò)集水系統(tǒng)從底部的出水口流出。

四、性能特點(diǎn)

1. 吸附能力強(qiáng)
   • 能夠有效去除水中的多種有害物質(zhì)，如對(duì)水中有機(jī)物的去除率較高。例如，在飲用水處理中，它可以去除水中大部分的天然有機(jī)物（如腐殖質(zhì)）和人工合成有機(jī)物（如農(nóng)藥殘留），降低化學(xué)需氧量（COD），一般可使 COD 降低 30% - 70%；對(duì)于水中的余氯，能夠幾乎**去除，確保飲用水的安全性和口感；對(duì)水中的色素和異味也有很好的去除效果，能使水的顏色變淺，異味消失。
2. 適用范圍廣
   • 可以處理不同類型的水，包括地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水等。在工業(yè)廢水處理中，對(duì)于含有高濃度有機(jī)物的廢水（如印染廢水、制藥廢水等），活性炭過(guò)濾器可以作為預(yù)處理或深度處理設(shè)備，減輕后續(xù)處理工藝的負(fù)擔(dān)；在飲用水處理中，它是保障水質(zhì)安全和口感的重要設(shè)備；在游泳池水處理中，可用于去除水中的有機(jī)物、余氯和人體分泌物帶來(lái)的異味等。
3. 運(yùn)行成本相對(duì)較低
   • 活性炭的價(jià)格相對(duì)較為合理，且在正常運(yùn)行條件下，只要定期進(jìn)行反沖洗和維護(hù)，其使用壽命可以得到有效延長(zhǎng)，從而降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。不過(guò)，當(dāng)活性炭吸附飽和后，需要更換活性炭，這會(huì)產(chǎn)生一定的成本，但與其他一些高精度的水處理設(shè)備（如反滲透設(shè)備）相比，活性炭過(guò)濾器的運(yùn)行成本還是較低的。
4. 操作簡(jiǎn)單方便
   • 活性炭過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備的操作和維護(hù)較為容易。一般只需要定期進(jìn)行反沖洗操作，檢查進(jìn)出水的水質(zhì)和壓力等參數(shù)，以及適時(shí)更換活性炭即可。其自動(dòng)化程度也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，例如，可以設(shè)置自動(dòng)反沖洗程序，根據(jù)時(shí)間或壓力差等條件自動(dòng)觸發(fā)反沖洗操作，減少人工干預(yù)。

五、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 飲用水處理
   • 作為飲用水深度凈化的關(guān)鍵設(shè)備，活性炭過(guò)濾器可以去除水中的農(nóng)藥殘留、消毒副產(chǎn)物、嗅味物質(zhì)等。在小型的家庭凈水器中，活性炭濾芯是常見(jiàn)的部件；在大型的城市自來(lái)水廠，活性炭過(guò)濾器也用于提高飲用水的品質(zhì)，為居民提供更安全、更可口的飲用水。
2. 工業(yè)廢水處理
   • 在化工、制藥、印染、電鍍等工業(yè)廢水處理過(guò)程中，活性炭過(guò)濾器用于吸附廢水中的有機(jī)物、重金屬離子等有害物質(zhì)。例如，在制藥廢水處理中，它可以吸附廢水中的藥物殘留和有機(jī)合成**，降低廢水的毒性；在印染廢水處理中，用于去除廢水中的染料和助劑，減輕廢水的色度和有機(jī)物含量，為后續(xù)的生物處理或其他深度處理工藝創(chuàng)造良好的條件。
3. 游泳池水處理
   • 用于去除游泳池水中的有機(jī)物（如人體分泌物、汗液等）、余氯和異味。游泳池水在循環(huán)過(guò)濾過(guò)程中，經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器后，水質(zhì)更加清澈，無(wú)異味，為游泳者提供良好的游泳環(huán)境。同時(shí)，它還可以與其他水處理設(shè)備（如砂濾器、消毒設(shè)備等）配合使用，**游泳池水的化學(xué)穩(wěn)定性和微生物安全性。