一、工作原理

• 物理吸附：通过活性炭表面的孔隙结构，将水中的有机物（如腐殖酸、农药残留）、胶体颗粒等吸附在孔隙内；
• 化学吸附：活性炭表面的官能团（如羟基、羧基）与水中的余氯（Cl?）、重金属离子（如 Pb2?、Hg2?）发生化学反应，实现去除；
• 截留作用：活性炭颗粒之间的间隙可截留水中的悬浮杂质，辅助过滤。

二、结构组成

• 壳体：容纳活性炭滤料，承受运行压力（一般 0.6-1.0MPa）；
• 滤料层：核心部分，填充颗粒状活性炭（常用煤质活性炭、果壳活性炭，粒径 0.8-2.0mm），层高根据处理水量和水质设计（通常 1.0-1.5m）；
• 布水 / 集水装置：
  • 布水器（如多孔板、滤帽、水帽）：均匀分布进水，避免冲击滤料层导致乱层；
  • 集水器：收集过滤后的清水，防止活性炭颗粒随水流带出；
• 进出水管道：进水口（顶部或侧面）、出水口（底部），部分设备设有反洗进水口、反洗排水口；
• 辅助部件：压力表（监测进出口压差）、排气阀（排除壳体内部空气）、人孔 / 手孔（便于检修和更换滤料）。

三、主要作用

1. 去除有机物：吸附水中的天然有机物（NOM）、合成有机物（如洗涤剂、染料），降低水体 COD、BOD；
2. 去除余氯：有效去除自来水中的游离氯（Cl?）和化合氯（如氯胺），避免余氯对后续反渗透膜、离子交换树脂等设备的氧化腐蚀；
3. 脱色除味：吸附水中的色素（如铁锰氧化物、腐殖质导致的发黄）和异味（如土腥味、藻类异味），改善水质口感；
4. 辅助去除重金属：对低浓度的重金属离子（如砷、铬）有一定吸附能力，常作为重金属去除的预处理环节。

四、运行与维护要点

1. 正常运行参数

• 滤速：一般 8-15m/h（水质较差时可降低滤速，提高吸附效率）；
• 进出口压差：正常运行时压差≤0.1MPa，超过 0.15MPa 需进行反洗；
• 运行周期：根据进水水质和处理要求确定，通常 1-3 个月（当出水水质不达标时，需再生或更换滤料）。

2. 反洗操作（关键维护环节）

• 反洗周期：建议每 3-7 天反洗一次，或根据压差判断（压差超过 0.15MPa 时）；
• 反洗步骤：
  1. 关闭进水阀，打开排气阀和排水阀，排空过滤器内积水；
  2. 开启反洗进水阀，用清水（或压缩空气 + 水联合反洗）从底部进水，使活性炭层膨胀（膨胀率约 30%-50%），冲刷表面杂质；
  3. 反洗时间 10-15 分钟，直至排水清澈；
  4. 关闭反洗阀，开启正洗进水阀，正洗 5-10 分钟，排出残留杂质后恢复正常运行。

3. 滤料更换与再生

• 更换周期：活性炭吸附能力饱和后（出水水质明显下降），需更换滤料，一般 1-2 年更换一次（具体取决于进水污染程度）；
• 再生处理：对于可再生活性炭（如煤质炭），可通过高温蒸汽脱附（300-400℃）或化学药剂（如 NaOH、HCl）洗脱，恢复部分吸附性能（再生后吸附容量约为新炭的 70%-80%）。

五、应用场景

• 饮用水处理：家庭净水器、小区供水站，去除余氯、异味和有机物；
• 工业水处理：反渗透系统预处理，保护反渗透膜免受余氯和有机物污染；
• 污水处理：市政污水或工业废水深度处理，降低水中 COD、色度；
• 泳池 / 景观水：去除消毒副产物、藻类异味，改善水质。