一、基本結(jié)構(gòu)

罐體 活性炭過濾器的罐體是整個設(shè)備的外殼，起到容納濾料和支撐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用。罐體材料通常有不銹鋼、玻璃鋼和碳鋼等。不銹鋼罐體具有良好的耐腐蝕性，適用于對水質(zhì)要求較高或有特殊化學(xué)物質(zhì)的場合；玻璃鋼罐體重量輕、耐腐蝕，適合在一些腐蝕性環(huán)境中使用；碳鋼罐體成本較低，但一般需要進行防腐處理，如內(nèi)部襯膠或涂漆。罐體形狀多為圓筒形，并且設(shè)有進出水口、排氣口和排污口等接口，方便水的進出、空氣的排出和雜質(zhì)的清理。 布水系統(tǒng) 布水系統(tǒng)位于罐體的頂部，其主要功能是將進水均勻地分布在活性炭濾料層的上方。常見的布水方式有穿孔管布水和噴頭布水。穿孔管布水是在過濾器頂部設(shè)置帶有許多小孔的管道，當(dāng)水進入管道后，通過小孔均勻地灑在濾料層上，這種方式結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞；噴頭布水則是利用噴頭將水噴灑在濾料層上，能使水分布得更加均勻，但噴頭容易被水中的雜質(zhì)堵塞，需要定期維護。布水系統(tǒng)的設(shè)計對于保證過濾效果的均勻性非常重要，不均勻的布水可能導(dǎo)致部分濾料過度使用，而另一部分濾料不能充分發(fā)揮作用。 活性炭濾料層 這是活性炭過濾器的核心部分。活性炭濾料主要由含碳材料制成，如木材、椰殼、煤等經(jīng)過高溫活化處理得到。椰殼活性炭具有較高的吸附性能，因為其具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，能夠有效吸附水中的小分子有機物和異味物質(zhì)；煤質(zhì)活性炭則在處理一些大分子有機物和色素方面表現(xiàn)較好。活性炭濾料有顆粒狀和粉末狀兩種形態(tài)，在過濾器中一般使用顆粒活性炭（GAC），其粒徑通常在 0.4 - 4mm 之間，顆�；钚蕴烤哂辛己玫臋C械強度，不易破碎，便于填充在過濾器中，并且在水流通過時不會產(chǎn)生過大的阻力。 集水系統(tǒng) 集水系統(tǒng)位于活性炭濾料層的底部，用于收集經(jīng)過濾后的水。一般采用多孔板或濾帽式集水裝置。多孔板上有許多小孔，濾后的水通過小孔匯集到集水管中；濾帽式集水裝置則是在集水管上安裝濾帽，濾帽上有微小的孔隙，既能保證水的順利收集，又能防止活性炭濾料的流失。

二、工作原理

（一）物理吸附

孔隙結(jié)構(gòu)的作用 活性炭具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，包括微孔、中孔和大孔。微孔的孔徑小于 2nm，是活性炭吸附的主要場所，其比表面積巨大，能提供大量的吸附位點。中孔（孔徑在 2 - 50nm 之間）和大孔（孔徑大于 50nm）主要起到通道的作用，使被吸附物質(zhì)能夠快速擴散到微孔中進行吸附，同時也能吸附一些較大分子的物質(zhì)。當(dāng)含有雜質(zhì)的水通過活性炭濾層時，雜質(zhì)分子在分子間作用力（范德華力）的作用下，被吸附到活性炭的孔隙表面。 對不同物質(zhì)的吸附過程 對于水中的小分子有機物，如苯、甲苯等有機溶劑分子，它們能夠進入活性炭的微孔結(jié)構(gòu)，與微孔壁上的碳原子發(fā)生較強的范德華力吸附。而對于較大的有機物分子，如腐殖酸、蛋白質(zhì)等，主要吸附在中孔和大孔表面，通過較弱的范德華力和物理截留作用實現(xiàn)吸附。水中的異味物質(zhì)（如硫化物、揮發(fā)性有機物等）和有色物質(zhì)（如染料分子、腐殖質(zhì)等）同樣是通過物理吸附的方式被活性炭去除。例如，當(dāng)含有異味的水通過活性炭過濾器時，異味物質(zhì)分子會被吸附在活性炭的孔隙中，從而使水的氣味得到改善。

（二）化學(xué)吸附

官能團的作用 活性炭表面含有豐富的官能團，如羥基（-OH）、羧基（-COOH）等。這些官能團可以與水中的某些雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)吸附。例如，活性炭表面的一些含氧官能團可以與水中的重金屬離子發(fā)生離子交換或絡(luò)合反應(yīng)，將重金屬離子吸附在活性炭表面。 與余氯的反應(yīng) 余氯主要以次氯酸（HClO）和次氯酸根離子（ClO⁻）的形式存在于水中�；钚蕴勘砻娴墓倌軋F會與次氯酸或次氯酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如，次氯酸與活性炭表面的羥基反應(yīng)，生成水和含有氯的官能團（-OCl），從而將余氯從水中去除，確保出水余氯量小于規(guī)定值，滿足后續(xù)處理工藝的要求。

三、主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）飲用水處理

自來水廠深度處理 在自來水廠，活性炭過濾器用于深度凈化飲用水，去除水中的微量有機物、余氯和異味，使飲用水更加安全、可口。經(jīng)過混凝、沉淀、砂濾等常規(guī)處理后的水，再通過活性炭過濾器，可以進一步提高水質(zhì)。例如，對于一些含有微量農(nóng)藥殘留或工業(yè)污染物的水源，活性炭過濾器能夠有效吸附這些有害物質(zhì)，保障居民的飲用水安全。 家庭飲用水凈化 作為家用凈水器的核心部件，活性炭過濾器可以安裝在廚房水龍頭或全屋供水系統(tǒng)中，對自來水進行二次凈化。它能夠去除水中的余氯，改善水的口感，吸附可能存在的有機物和重金屬離子（部分情況），為家庭提供更優(yōu)質(zhì)的飲用水。例如，很多家庭使用的活性炭濾芯凈水器，可以有效減少水中的異味，使飲用水的口感更接近天然泉水。

（二）工業(yè)水處理

電子工業(yè)超純水制備 在電子芯片制造過程中，對超純水的制備要求極高，活性炭過濾器用于去除水中的有機物和微量雜質(zhì)，防止這些雜質(zhì)在芯片制造過程中造成缺陷。電子工業(yè)用水需要極低的有機物含量和顆粒含量，活性炭過濾器作為預(yù)處理或深度處理環(huán)節(jié)，與反滲透、超濾等其他工藝相結(jié)合，能夠為芯片制造提供符合要求的超純水。 化工工業(yè)廢水處理 用于處理化工生產(chǎn)過程中的工藝用水和廢水。例如，在制藥行業(yè)，活性炭過濾器可以去除原料藥提取液中的雜質(zhì)和色素，提高藥品的純度；在印染行業(yè)，它可以去除印染廢水中的染料和助劑，減輕廢水對環(huán)境的污染�；�工廢水中通常含有大量的有機物和有毒有害物質(zhì)，活性炭過濾器能夠通過吸附作用有效去除這些雜質(zhì)，使廢水達到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用標(biāo)準(zhǔn)。

（三）食品飲料行業(yè)

食品加工用水處理 在食品加工過程中，活性炭過濾器用于處理原料用水和加工用水，去除水中的有機物、異味和色素，確保食品的質(zhì)量和安全。例如，在飲料生產(chǎn)中，如礦泉水、果汁、啤酒等的生產(chǎn)，活性炭過濾器可以改善飲料的口感和色澤。在肉類加工、罐頭食品加工等過程中，也需要使用經(jīng)過活性炭過濾的水，以保證食品的品質(zhì)和衛(wèi)生。 飲料生產(chǎn)用水凈化 對于飲料生產(chǎn)企業(yè)，水的質(zhì)量直接影響飲料的口感和品質(zhì)。活性炭過濾器可以去除水中的有機物、異味和色素，為飲料生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的水源。例如，在礦泉水生產(chǎn)中，活性炭過濾器可以去除水中的微量有機物和異味，使礦泉水口感更加清爽；在果汁飲料生產(chǎn)中，它可以吸附果汁中的雜質(zhì)和色素，使果汁更加清澈、口感更好。

（四）游泳池水處理

水質(zhì)凈化和異味去除 用于去除游泳池水中的有機物、余氯和氯胺等物質(zhì)。氯胺是游泳池水中余氯與人體分泌物（如汗液、尿液等）反應(yīng)生成的化合物，具有刺激性氣味，活性炭過濾器可以有效去除氯胺，改善游泳池水的質(zhì)量，減少對游泳者的刺激。同時，它還能吸附游泳池水中的有機物，如皮膚油脂、化妝品殘留等，保持游泳池水的清潔。