活性炭的工作原理

活性炭是用果殼、木材等原料通過高溫下隔絕空氣碳化，再進行活化制成的。它有非常多的微孔和巨大的比表面積，因而具有很強的物理吸附能力，能有效地吸附水中的有機污染物和有毒致癌物鹵代甲烷（THM）及多環(huán)芳烴（PAH）。此外，在活化過程中活性炭表面的非結(jié)晶部位上形成一些含氧官能團，如羧基（－COOH）、羥基（－OH）、羰基（>C=O）。這些基團使活性炭具有化學(xué)吸附和催化氧化、還原的性能，能有效地去除水中一些金屬離子。

活性炭的吸附能力以物理吸附為主，但也存在化學(xué)選擇性吸附，這是由于在制造過程中還形成部分表面氧化物基團，使炭具有一定極性所致。例如當(dāng)制作溫度在300～500℃時，酸性氧化物占優(yōu)勢，這種酸性氧化物在水中離子化時，活性炭就帶負(fù)電荷；制作溫度在800～900℃時，堿性氧化物占優(yōu)勢，這種堿性氧化物在水中離子化時，活性炭就帶正電荷；而制作溫度在500～800℃之間時，活性炭具有兩性性質(zhì)。由測定其電位得知，一般活性炭帶負(fù)電荷，它在溶液中呈現(xiàn)弱酸性，在PH值較低的酸性條件下吸附較好；反之，在PH值較高的堿性條件下，吸附則較差。

活性炭顆粒的大小對吸附能力也有影響。一般來說，活性炭顆粒越小，過濾面積就越大。所以，粉末狀的活性炭總面積最大，吸附效果最佳，但粉末狀的活性炭很容易隨水流入后段的過濾系統(tǒng)中，容易造成后段系統(tǒng)的堵塞或污染，難以控制，很少采用。顆粒狀的活性炭因顆粒成形不易流動，水中有機物等雜質(zhì)在活性炭過濾層中也不易阻塞，其吸附能力強，攜帶更換方便。

活性炭的吸附能力和與水接觸的時間成正比，接觸時間越長，過濾后的水質(zhì)越佳。注意:過濾的水應(yīng)緩慢地流出過濾層。新的活性炭在第一次使用前應(yīng)洗滌潔凈，否則有墨黑色水流出。活性炭在裝入過濾器前，應(yīng)在底部和頂部加鋪2～3cm厚的無紡布和泡棉，作用是阻止藻類等大顆粒雜質(zhì)滲透進去，活性炭使用2～3個月后，如果過濾效果下降就應(yīng)調(diào)換新的活性炭，海綿層也要定期更換。

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