一、核心机制：活性炭的 “吸附能力” 是基础

1. 超大比表面积
   活化过程让活性炭内部形成大量微孔（孔径 0.5-50nm）、中孔（50-1000nm）和少量大孔（＞1000nm），1 克活性炭的比表面积可达 500-1500㎡（相当于 3 个标准篮球场），为杂质分子提供了充足的 “附着空间”。
2. 分子间作用力（范德华力）
   活性炭微孔表面的分子与流体中的杂质分子（如有机物、异味物质）之间存在微弱的吸引力（非化学反应，属于物理吸附），当杂质分子接触到微孔表面时，会被 “捕获” 并滞留，从而与流体分离。

二、过滤的完整过程（以水处理为例）

1. 进水均匀分布
   原水通过过滤器顶部的布水装置（如多孔板、花篮式布水器）被分散成均匀水流，避免局部水流过强冲刷活性炭层，确保水流能垂直渗透整个活性炭层。
2. 活性炭层吸附净化
   水流自上而下穿过活性炭层时，发生两类净化作用：
   • 主要作用：吸附去除杂质
     水中的有机物（如腐殖酸、农药残留）、余氯、异味物质（如藻类代谢物）、色素等小分子杂质，通过分子间作用力被活性炭微孔吸附，无法随水流继续向下。
   • 辅助作用：物理拦截
     活性炭颗粒之间的间隙（约 0.1-1mm）可拦截水中的微小悬浮物（如胶体、细泥沙），但这并非核心功能（若悬浮物过多，会堵塞活性炭间隙，需提前用石英砂过滤器预处理）。
3. 净化水收集与流出
   经过活性炭层净化的水，先穿过底部的承托层（由石英砂、鹅卵石组成，作用是支撑活性炭，防止其漏入集水装置），再通过集水器（如滤网、水帽）汇集，最终从过滤器出水口流出。

三、吸附饱和后的处理：反冲洗与滤料更换

1. 反冲洗（恢复部分过滤能力）
   当活性炭使用一段时间后，表面会附着大量悬浮物，微孔也会被部分堵塞，表现为 “进出口压力差增大（＞0.1MPa）” 或 “出水水质下降（如出现异味）”。此时需通过反冲洗清理：
   • 操作：关闭进水阀，开启反冲洗进水阀，让水从过滤器底部向上流动，利用水流冲击力将活性炭层 “松动”，使表面附着的悬浮物随水流从顶部排污口排出。
   • 效果：只能清除表面悬浮物，无法恢复已吸附饱和的微孔（物理吸附不可逆），因此反冲洗是 “延长使用周期” 的手段，而非 “彻底再生”。
2. 滤料更换（彻底恢复过滤能力）
   当反冲洗后出水水质仍不达标（如余氯去除率＜80%、异味无法消除），说明活性炭微孔已完全吸附饱和，必须更换新的活性炭滤料（更换周期通常为 3-12 个月，取决于原水杂质浓度：如饮用水处理约 1 年，工业废水处理约 3-6 个月）。