一、定义与原理
定义
活性炭过滤器是一种利用活性炭的吸附性能来去除水中的有机物、余氯、色度、异味、部分重金属离子等杂质的水处理设备。它通常作为深度处理单元，用于提高水质，使水达到更高的纯净度标准。
吸附原理
活性炭具有高度发达的孔隙结构，包括微孔（直径小于 2nm）、中孔（直径在 2 - 50nm 之间）和大孔（直径大于 50nm）。这些孔隙提供了巨大的比表面积，每克活性炭的比表面积可高达 500 - 1500 平方米。
当含有杂质的水通过活性炭过滤器时，水中的杂质分子会在范德华力、化学键力等作用下被吸附到活性炭的孔隙表面。例如，对于有机物，其分子会进入活性炭的微孔和中孔，通过物理吸附和化学吸附相结合的方式被固定在活性炭上。对于余氯，活性炭表面的还原性基团（如碳 - 碳双键等）会与氯发生化学反应，将其还原为氯离子而去除。
二、结构组成
罐体
材质：罐体一般采用碳钢、不锈钢或玻璃钢材质。碳钢罐体价格相对较低，但需要进行防腐处理；不锈钢罐体耐腐蚀性强，适用于对水质要求较高的场合；玻璃钢罐体质轻、耐腐蚀，也被广泛应用。
形状与尺寸：罐体形状通常为圆筒形，其尺寸根据处理水量和过滤速度等因素确定。常见的罐体直径从 300mm 到 2000mm 不等，高度在 1000 - 3000mm 之间。
进出水口和排污口：在罐体的上部设有进水口，下部设有出水口，以便水能够自上而下地通过活性炭层进行过滤。同时，在罐体底部还设有排污口，用于定期排出沉积在底部的杂质和反冲洗时排出污水。
活性炭滤料
种类与特性：活性炭按原料可分为椰壳活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭等。椰壳活性炭具有强度高、吸附性能好等优点，是优质的滤料；果壳活性炭也有较好的吸附性能；煤质活性炭成本较低，适用范围广。活性炭的颗粒大小一般在 0.5 - 4mm 之间，颗粒形状有柱状、颗粒状等。
装填量与分布：活性炭的装填量根据罐体大小和处理水量来确定。装填时要保证活性炭均匀分布在罐体内，避免出现局部空缺或堆积过密的情况，以确保水流能够均匀地通过活性炭层，充分发挥其吸附作用。
支撑层和布水系统
支撑层：位于罐体底部，主要作用是支撑活性炭滤料，防止其泄漏。支撑层通常由砾石、石英砂等材料组成，其颗粒大小从下往上逐渐减小，上层的颗粒直径一般在 2 - 4mm 之间，以提供稳定的支撑结构。
布水系统：位于罐体顶部，用于将进水均匀地分布在活性炭层的上表面。常见的布水方式有穿孔管布水、喷头布水等。布水系统能够保证水流均匀地通过活性炭层，避免出现短路现象，提高过滤效果。
反冲洗系统
反冲洗目的：在活性炭过滤器长期运行后，活性炭表面会吸附大量杂质，导致吸附效率下降，需要通过反冲洗来恢复其吸附性能。反冲洗还可以去除活性炭层中的悬浮物和破碎的活性炭颗粒。
反冲洗方式和组件：反冲洗一般采用水反冲洗或气 - 水联合反冲洗。反冲洗系统包括反冲洗水泵、反冲洗进水口、反冲洗排水口等组件。在反冲洗时，反冲洗水从底部进入罐体，通过活性炭层，将吸附的杂质和破碎的活性炭颗粒从上部排水口排出。气 - 水联合反冲洗则是在反冲洗水中加入压缩空气，增强反冲洗效果。
三、性能特点
吸附性能强
能有效去除水中的多种杂质，如对水中有机物的去除率可达 60% - 80%（具体取决于有机物的种类和浓度），对余氯的去除率可达 90% 以上，对色度和异味也有很好的去除效果，能显著改善水质的感官性状。
可深度净化水质
作为深度处理设备，活性炭过滤器可以与其他水处理设备（如砂滤器、离子交换器等）联合使用，进一步去除水中的微量杂质，使水质达到更高的标准，如满足工业生产中的高精度工艺用水要求或生活饮用水的优质标准。
运行稳定可靠
只要定期进行反冲洗和维护，活性炭过滤器能够保持长期稳定的运行。活性炭滤料的使用寿命一般在 1 - 2 年（具体取决于水质和运行条件），更换周期相对较长，且设备的操作和管理较为方便。
适用范围广
可以处理各种类型的水，包括地表水、地下水、工业废水和生活污水等，根据不同的水质和处理要求，可以灵活调整运行参数和滤料种类，
四、应用领域
生活饮用水处理
在自来水厂中，活性炭过滤器可以作为深度处理单元，用于去除水中的微量有机物、余氯和异味，提高饮用水的品质和安全性。在一些小型的直饮水设备和家庭净水器中，活性炭过滤器也是重要的组成部分，为用户提供口感良好、无异味的饮用水。
工业用水处理
电子工业：电子芯片制造等高精度工业生产过程对水中的有机物和颗粒杂质要求极高。活性炭过滤器可以去除水中的有机物，防止其在芯片制造过程中对产品质量产生不良影响，确保生产出的电子产品质量稳定可靠。
化工行业：用于化工生产过程中的工艺用水处理，去除水中的有机物和余氯，为化学反应提供纯净的水源，避免杂质对化学反应和产品质量的干扰。
制药行业：在制药生产中，无论是原料药的合成还是药品的制剂过程，都需要高质量的纯净水。活性炭过滤器可以去除水中的有机物、微生物代谢产物等杂质，为后续的纯化水和注射用水制备提供保障，确保药品的质量和安全性。
污水处理与回用
在污水处理厂中，活性炭过滤器可以用于处理二级出水，进一步去除水中的有机物、色度和异味，使污水达到回用标准，实现水资源的再生利用。在一些工业废水处理中，如印染废水、电镀废水等，活性炭过滤器也可以作为深度处理设备，去除废水中的难降解有机物，降低废水的毒性，使其能够达标排放或回用。