一、概述

二、结构组成

1. 罐体
   • 罐体是活性炭过滤器的外壳，通常采用碳钢、不锈钢或玻璃钢等材质制作。碳钢罐体成本较低，但需要进行防腐处理，以防止被水中的化学物质腐蚀；不锈钢罐体（如 304 或 316 不锈钢）具有良好的耐腐蚀性和较高的强度，适用于对水质要求较高的场合；玻璃钢罐体质轻、耐腐蚀，并且具有良好的绝缘性，在一些特殊环境下有优势。罐体形状一般为圆柱形，其两端设有封头，罐体上还设有进出水口、排污口、人孔等接口，方便操作和维护。
2. 活性炭滤层
   • 活性炭滤层是活性炭过滤器的核心部分。活性炭通常呈颗粒状或粉末状填充在罐体内。颗粒活性炭具有较好的物理强度，不易破碎，使用寿命相对较长；粉末活性炭吸附速度快，但在过滤过程中容易流失，需要特殊的固定方式。活性炭的粒径一般在 0.5 - 4mm 之间，其比表面积非常大，可达 500 - 1500m2/g，这使得它能够提供大量的吸附位点。滤层的厚度根据过滤要求和处理水量等因素而定，一般在 0.5 - 2m 之间。
3. 布水系统
   • 布水系统位于过滤器的顶部，主要作用是将进水均匀地分布在活性炭滤层的表面。常见的布水系统有穿孔管布水器和喷头布水器。穿孔管布水器是在一根或多根管道上开设小孔，使水通过小孔均匀地洒在活性炭滤层上；喷头布水器则通过喷头将水喷射成均匀的水雾状，确保水能够均匀地通过活性炭滤层进行过滤。良好的布水系统可以避免出现局部水流过快或过满的现象，使活性炭能够充分发挥吸附作用，提高过滤效果。
4. 集水系统
   • 集水系统位于过滤器的底部，用于收集经过活性炭过滤后的清水。一般采用多孔板或滤帽式集水器。多孔板上有许多小孔，过滤后的水通过小孔汇集到出水管道；滤帽式集水器则是在多孔板上安装滤帽，滤帽可以防止活性炭颗粒流失，同时确保水能够顺利地被收集。
5. 反冲洗系统
   • 反冲洗系统是为了清洁活性炭滤层而设置的。当活性炭吸附了大量杂质后，其吸附能力会下降，通过反冲洗可以将活性炭表面和孔隙内的杂质冲洗掉，恢复其吸附性能。反冲洗系统包括反冲洗水泵、反冲洗管道、阀门等。反冲洗时，水从底部进入过滤器，反向冲洗活性炭滤层，将截留的杂质冲洗掉并随反冲洗水从顶部的排污口排出。

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发达的孔隙结构和巨大的比表面积。其孔隙分为微孔、中孔和大孔。微孔的孔径小于 2nm，主要用于吸附小分子物质，如水中的有机物分子（如农药、多环芳烃等）、余氯（Cl?、HClO 等）、重金属离子（如汞、铅等）；中孔（孔径在 2 - 50nm 之间）和大孔（孔径大于 50nm）则有助于大分子物质的吸附和扩散，例如水中的腐殖酸、富里酸等大分子有机物可以被中孔和大孔吸附。
   • 活性炭表面的官能团（如羧基、羟基等）也在吸附过程中发挥作用。这些官能团可以与水中的一些物质发生化学吸附，例如，官能团可以与余氯发生氧化还原反应，将余氯去除；与重金属离子发生离子交换或络合反应，从而吸附重金属离子。
2. 过滤过程
   • 含有杂质的水从活性炭过滤器的顶部进入，通过布水系统均匀地分布在活性炭滤层的表面。水在重力作用下缓慢地通过活性炭滤层，水中的有机物、余氯、色素、异味物质等被活性炭吸附。经过充分吸附后的清澈水通过集水系统从底部的出水口流出。

四、性能特点

1. 吸附能力强
   • 能够有效去除水中的多种有害物质，如对水中有机物的去除率较高。例如，在饮用水处理中，它可以去除水中大部分的天然有机物（如腐殖质）和人工合成有机物（如农药残留），降低化学需氧量（COD），一般可使 COD 降低 30% - 70%；对于水中的余氯，能够几乎**去除，确保饮用水的安全性和口感；对水中的色素和异味也有很好的去除效果，能使水的颜色变浅，异味消失。
2. 适用范围广
   • 可以处理不同类型的水，包括地表水、地下水、工业废水和生活污水等。在工业废水处理中，对于含有高浓度有机物的废水（如印染废水、制药废水等），活性炭过滤器可以作为预处理或深度处理设备，减轻后续处理工艺的负担；在饮用水处理中，它是保障水质安全和口感的重要设备；在游泳池水处理中，可用于去除水中的有机物、余氯和人体分泌物带来的异味等。
3. 运行成本相对较低
   • 活性炭的价格相对较为合理，且在正常运行条件下，只要定期进行反冲洗和维护，其使用寿命可以得到有效延长，从而降低了设备的运行成本。不过，当活性炭吸附饱和后，需要更换活性炭，这会产生一定的成本，但与其他一些高精度的水处理设备（如反渗透设备）相比，活性炭过滤器的运行成本还是较低的。
4. 操作简单方便
   • 活性炭过滤器的结构相对简单，设备的操作和维护较为容易。一般只需要定期进行反冲洗操作，检查进出水的水质和压力等参数，以及适时更换活性炭即可。其自动化程度也可以根据实际需求进行调整，例如，可以设置自动反冲洗程序，根据时间或压力差等条件自动触发反冲洗操作，减少人工干预。

五、应用领域

1. 饮用水处理
   • 作为饮用水深度净化的关键设备，活性炭过滤器可以去除水中的农药残留、消毒副产物、嗅味物质等。在小型的家庭净水器中，活性炭滤芯是常见的部件；在大型的城市自来水厂，活性炭过滤器也用于提高饮用水的品质，为居民提供更安全、更可口的饮用水。
2. 工业废水处理
   • 在化工、制药、印染、电镀等工业废水处理过程中，活性炭过滤器用于吸附废水中的有机物、重金属离子等有害物质。例如，在制药废水处理中，它可以吸附废水中的药物残留和有机合成**，降低废水的毒性；在印染废水处理中，用于去除废水中的染料和助剂，减轻废水的色度和有机物含量，为后续的生物处理或其他深度处理工艺创造良好的条件。
3. 游泳池水处理
   • 用于去除游泳池水中的有机物（如人体分泌物、汗液等）、余氯和异味。游泳池水在循环过滤过程中，经过活性炭过滤器后，水质更加清澈，无异味，为游泳者提供良好的游泳环境。同时，它还可以与其他水处理设备（如砂滤器、消毒设备等）配合使用，**游泳池水的化学稳定性和微生物安全性。