[科普中国]-活性炭过滤

活性炭作为过滤滤料的水过滤处理工艺。

活性炭每克表面积为500-1700m，真比重为1.9-2.1。

过滤时由于其多孔性可吸附各种液体中的微细物质，常用于水处理中的脱色、脱臭、脱氯、去除有机物及重金属、去除合成洗涤剂、细菌、病毒及放射性等污染物质，也常用于废水的三级处理。

活性炭过滤器分固定床、移动床及流动床三种类型。固定床滤速一般采用8-20m/h，活性炭用高温水蒸气清洗再生或热再生，回收率可达80-94%。

简介活性炭过滤，以活性炭为滤料进行水处理的过程。活性炭是一种经过气化(碳化、活化)造成发达孔隙的，以炭作骨架结构的黑色固体物质。它的发达孔隙使其具有很大的比表面积，每克材料的表面积为500～1700㎡，从而具有良好的吸附特性。活性炭的真比重为1.9～2.1。1

分类活性炭滤床分为固定床、移动床和流动床三种。固定床活性炭过滤应用较广泛，国内已用于给水的活性炭滤池、污水的深度处理，主要用于脱色，除臭，脱氰，去除有机物、重金属、合成洗涤剂、病毒等。固定炭层厚度1.5～2.0m，过滤速度8～20m/h，反冲洗水速度28～32m/h，反冲洗时间4～10min。活性炭失去其吸附能力后可采用直接电流加热再生，每千克炭再生费用约占新炭费用的5.5%，此外，可采用湿式氧化及微波加热等方法用于其再生，再生回，收率可达80～94%。1

过滤应用范围1.活性炭过滤常用于水处理设备过滤、污水处理、中水回用等等。广泛应用于化工、食品、医药、电子光负等。

2.用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统；

3.工业污水中的悬浮物、固体物的去除；
4.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备，对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备；

以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。2

吸附原理根据吸附过程中，活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类;物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关，与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。

由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反应，是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。

吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。

活性炭是一种用途极广的工业吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。活性炭自1900年问世以来，其应用历程当中经历了两件大事，一是在20世纪20年代第一次世界大战中被用于制造防毒面具;二是在20世纪40年代数以百计的自来水厂用活性炭脱臭。活性炭的吸附性源于其独特的分子构造，活性炭的内部有很多孔隙，每克活性炭的内部孔隙如果铺展开来可达到500～1700平方米，正是这种独特的内部构造，使得活性炭具有优异的吸附能力，活性炭的应用非常广泛，

活性炭经过高温活化及特殊造孔径调节技术处理，使其具备了广大的比表面积及丰富的与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构，专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡、TVOC、等数十种有害物质等、所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能，在吸附有害气体的同时，杀灭霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、脓菌等致病菌，抑制流行性病原的传播，彻底清除室内环境污染。2

本词条内容贡献者为:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大学