活性炭過濾器在結構上與多介質過濾器相似，但其內部填充了具備強大吸附能力的活性炭，主要用于去除水中殘留的有機物及吸附余氯，確保出水余氯含量≤0.1mg/L，SDI（污染指數）≤4。氯作為強氧化劑，對各類膜材料具有破壞性，尤其是反滲透膜對余氯極為敏感。因此，在以城市自來水為水源的純凈水生產線上，活性炭的核心功能是吸附余氯，從而有效保護反滲透膜（RO膜）。

活性炭在純水制造中的四大作用

1. ?降低水的氧化需求?：通過吸附作用減少水中的氧化性物質。
2. ?防止離子交換膜與反滲透膜污染?：避免有機物進入膜系統，延長膜使用壽命。
3. ?去除余氯，?：確保出水余氯含量達標，保護反滲透膜。
4. ?提升水質?：吸附三鹵化物（THM）等有害物質，提高水的整體質量。

活性炭的物理與化學特性

優質活性炭的比表面積通常超過1000m2/g，細孔總容積可達0.6-1.8mL/g。其吸附能力以物理吸附為主，無極性且可逆，但實驗表明，活性炭也能進行選擇性吸附（化學吸附）。當制作溫度在300-500℃時，活性炭表面以酸性氧化物為主，在水中離子化后帶負電荷；溫度升至800-900℃時，活性炭則呈現兩性性質。電位測定顯示，活性炭通常帶負電荷，在酸性條件下（pH較低）吸附效果更佳，而在堿性條件下（pH較高）吸附能力減弱。

如何挑選優質活性炭？

將活性炭倒入水中，優質活性炭會釋放大量微小氣泡，氣泡越多、持續時間越長，吸附效果越好。待氣泡釋放完畢，劣質活性炭會使水變黑，而優質活性炭的水仍保持清澈透明。真正的活性炭成本較高，其生產需將炭化料在約1000℃高溫下活化，這是活性炭制造的關鍵步驟。

活性炭的選擇性吸附與再生

活性炭不僅能吸附電解質離子，還能進行離子交換吸附。經活性炭處理后，高錳酸鉀耗氧量（COD）可從15mg/L（O?）降至2-7mg/L（O?）。此外，活性炭表面被吸附物質的濃度增加，可起到催化作用。然而，活性炭對醇類、高分子有機物或膠體有機物的吸附能力較弱。

在水處理系統中，活性炭使用前需預處理：粒狀活性炭應先在清水中浸泡、沖洗去除污物，裝柱后用2%HCl和4%NaOH溶液交替動態處理1-3次（流速18-21m/h，用量約為活性炭體積的3倍），每次處理后需淋洗至中性。進水懸浮物含量應控制在3-5mg/L以下。吸附終點控制方面，出水余氯含量需<0.1mg/L，或以有機物泄漏量作為控制點，出水中耗氧量與總陰離子含量的比值應<0.004，或COD<2mg/L。

活性炭吸附器的形式與再生

活性炭吸附器按碳床形式分為固定床、膨脹床和移動床三種，目前廣泛使用的是固定床壓力式吸附器。其結構類似壓力過濾器，可單獨作為吸附器，也可與石英砂組合成吸附過濾器。底部裝0.2-0.3m厚承托層和石英砂濾料層，上部裝填1.0-1.5m厚活性炭（濾速6-10m/h）；若作為單純吸附器，承托層上無石英砂濾料層，活性炭層高2-3m（濾速3-10m/h，反沖洗強度4-12L/(S·m2)）。

活性炭可再生，通常采用高溫加熱法，分三個階段：

1. ?干燥階段?：溫度150-300℃，對濕碳進行脫水干燥。
2. ?焙燒階段?：溫度300-600℃，使被吸附有機物熱分解、炭化或氣化，實現脫附。
3. ?活化階段?：溫度800-900℃，用水蒸氣或二氧化碳氣體對炭化表面進行活化。

由于水量較少，活性炭失效后通常直接更換，很少自行再生，一般一年左右更換一次。

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