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净水器中的活性炭是如何起到吸附净化效果的?

活性炭是由椰壳、果壳等为原料,经过炭化(焖烧炉)、活化(在斯列普活化炉中800℃高温水蒸汽活化)、破碎、筛选、风选、水洗、烘干等工序制得。


一、活性炭的分类

1、根据制活性炭原料的不同,活性炭可分为:

(1)木质炭:又可分为

A、木炭(由木屑为原料制成)

B、竹炭(由竹为原料制成)

C、果壳炭(由核桃壳或杏核为原料制成)

D、椰壳炭(由椰子壳为原料制成)

净水器中常用的是椰壳炭或果壳炭。

(2)煤质炭(由无烟煤制成,以宁夏产的质量较好)。

(3)骨炭(由动物骨头制成)。

(4)载银活性炭:一般以果壳活性炭为原料,以特殊工艺使之载银,含银量常为0.1~0.3%,它在水中会缓慢释放出银离子(Ag+),而银离子有杀菌作用,因此载银活性炭除了普通活性炭的吸附功能外,还具有抑制细菌繁殖的功能。净水器一定要用优质的载银活性炭,否则开始时出水中银离子会超标,而使用不长时间就不再有银溶出了。


2、根据活性炭形态的不同,家用净水器中常用的活性炭可分为:

(1)粉末活性炭(PAC)。粉末活性炭实际上是粒度更细小的颗粒活性炭。由于颗粒细小,比表面积大,它的吸附效果优于常用的颗粒活性炭。德国世保康及美国爱惠浦就是采用的粉末活性炭。

(2)颗粒活性炭(GAC)。这是在净水器中最常用的活性炭。颗粒越小,吸附效果越好。

(3)活性炭纤维毡(ACF),按原材料不同,它又有二种:

A、是以粘胶基纤维长丝为原料,加工成布,经炭化、活化、高温处理而成;

B、是以聚丙烯腈基纤维为原料,加工成毡,经预氧化、炭化、活化、高温处理而成。

活性炭纤维常制成厚1~5mm厚的毡,它的微孔比颗粒活性炭更多,比表面积更大(1000~1600m2/g),吸附容量更大(高2~6倍),吸附速度更快,而且具有良好的再生性能,脱附速度快,可重复使用。缺点是价格较贵,也易繁殖细菌。(据说过滤精度可达0.002-0.003um)


二、活性炭在净水器中的作用

1、活性炭的净水作用

活性炭可去除水中嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物(合成洗涤剂、农药、除草剂、杀虫剂、合成染料、三卤甲烷、卤乙酸、内分泌干扰物如邻苯二甲酸酯PAES等)、重金属(如汞、银、镉、铬、铅、镍等等)、放射性物质等,是净水器中使用最早、最广泛实用的净水材料。不仅一般活性炭净水器,在家用反渗透纯水机,以及多数超滤、陶瓷、KDF、UV等净水器中,都会用到活性炭。

活性炭和KDF都能去除水中余氯,但KDF和氯反应生成锌离子(Zn2+),可能会导致水中锌超标,而用活性炭除氯则没有这类担心。


活性炭在活化过程中形成大量的各种形状的细微孔,构成了巨大的具有吸附作用的表面积,其比表面积为500~1200m2/g,比表面积越大,吸附效果越好。


2、活性炭吸附机理

(1)物理吸附:范德瓦尔力。活性炭通过物理吸附可去除水中的有机物、胶体等。(范德瓦尔力:分子引力也叫范德瓦尔斯力,是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱电磁引力。由于这种引力过于微弱,通常没有人加以注意。比如,当我们把手贴到墙上时,也会产生分子引力,但由于实际接触面积太小,可能只有数千个接触点,人的手掌不会被吸附到墙壁上。)


(2)化学吸附:化学反应及催化作用。活性炭通过物理吸附可去除水中的余氯、氯胺等等。


三、如何提高活性炭净水器的净水效果

1、选择质量好的活性炭。


2、净水器厂家应该采购质量好的活性炭,并抽查和检测每批进货的活性炭,以防购进劣质产品。


3、活性炭发挥净水作用,不论物理吸附还是化学吸附,都需要一定的时间。因此,净水器厂家要改进活性炭过滤器或活性炭滤芯的设计,尽可能增加水和活性炭的接触时间,接触时间=炭柱长度/水在炭柱中的流速,增加炭柱长度和活性炭用量,降低水的流速,都能延长水和活性炭接触时间,提高活性炭的净水效果和出水水质。 


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