活性炭滤料在多介质过滤器中的作用是什么？

在多介质过滤器中，活性炭滤料是核心功能性滤料之一，其作用围绕 “吸附” 与 “辅助过滤” 展开，通过自身多孔结构和表面特性，针对性解决液态水中的有

机污染物、异色异味、余氯及部分微量杂质，弥补石英砂、无烟煤等常规滤料在 “吸附能力” 上的不足，具体作用可分为以下 5 类：

一、核心作用 1：吸附水中的有机污染物（降低 COD/TOC）

活性炭具有极高的比表面积（通常 800–1200 m²/g）和丰富的微孔结构（孔径 2–50 nm），能通过 “范德华力” 物理吸附水中的有机污染物，尤其针对：

天然有机物（NOM）：如地表水（河水、湖水）中的腐殖酸、富里酸（导致水质发黄、产生消毒副产物的主要来源）；

人工合成有机物：如微量农药残留（如有机磷、有机氯农药）、洗涤剂残留（如 LAS）、工业废水中的少量酚类、苯类化合物；

大分子有机物：如水中的藻类代谢产物、微生物分泌物（减少后续工艺中 “膜污染” 的风险）。

作用效果：可将水中 COD（化学需氧量）降低 20%–50%，TOC（总有机碳）降低 15%–40%，具体取决于活性炭类型（如柱状炭、颗粒炭）和接触时间。

二、核心作用 2：去除水中的异色、异味（改善感官指标）

水中的颜色和异味多由特定物质引起，活性炭通过吸附这些物质，直接改善水质的感官体验，是其最直观的作用：

除色：吸附导致水色的物质，如：

地表水因藻类、腐殖质产生的 “黄色 / 褐色”；

工业废水因染料、金属离子（如铁、锰，需配合氧化预处理）产生的颜色。

通常可将水的色度从 10–30 度降至 5 度以下（符合生活饮用水卫生标准）。

除味：吸附产生异味的物质，如：

自来水消毒后的 “氯味”（吸附余氯及氯胺）；

地表水因藻类、微生物产生的 “土腥味”“霉味”（吸附藻毒素前体物、微生物代谢产物）；

井水因硫化物（如 H₂S）产生的 “臭鸡蛋味”（吸附 S²⁻离子）。

三、核心作用 3：去除水中的余氯及氯胺（保护后续设备 / 工艺）

市政自来水或工业用水常通过加氯消毒，会残留游离余氯（Cl₂、HClO）或结合氯（氯胺，NH₂Cl），这些物质对后续工艺有强破坏性，活性炭可通过 “化学

吸附 + 催化还原” 作用去除：

反应原理：活性炭表面的碳元素与余氯发生反应（Cl₂ + H₂O + C → CO₂ + 2HCl），将强氧化性的氯转化为无害的氯离子（Cl⁻）；

核心价值：

保护后续反渗透（RO）膜、超滤（UF）膜：余氯会氧化膜材质（如聚酰胺 RO 膜），导致膜孔径变大、脱盐率下降，活性炭可将余氯降至≤0.1 mg/L（膜进水

的安全标准）；

保护离子交换树脂：余氯会氧化树脂官能团，降低树脂吸附容量和使用寿命；

避免氯与有机物反应生成 “消毒副产物”（如三卤甲烷，THMs），减少对人体的潜在危害（尤其生活饮用水场景）。

四、核心作用 4：辅助去除部分微量重金属离子（需特定条件）

活性炭对重金属离子的吸附能力较弱，通常不作为 “主除重金属” 设备，但在特定条件下（如调整 pH 值、搭配其他滤料），可辅助去除部分离子：

可吸附的重金属：主要针对低价态、易形成络合物的重金属，如铜（Cu²⁺）、铅（Pb²⁺）、锌（Zn²⁺）、镉（Cd²⁺）等；

作用条件：需将进水 pH 调至 7–9（碱性环境下，重金属离子易形成氢氧化物胶体，更易被活性炭吸附），且进水重金属浓度较低（通常≤1 mg/L）；

局限性：对铬（Cr⁶⁺）、汞（Hg²⁺）等吸附效果差，需通过离子交换、化学沉淀等专用工艺处理。