1、活性炭在膜法水处理中的多功能应用

活性炭凭借其独特的物理化学性质，在饮用水净化、工业废水处理等领域发挥关键作用。其核心功能包括： 

 吸附脱除污染物：活性炭比表面积  高达500-1500m²/g，微孔平均直径2-3nm，可吸附水中60%-80%的胶体物质、47%-60%的有机物（如腐殖酸、木质素磺酸）及50%的铁离子。例如，某化工厂采用活性炭过滤后，出水COD（化学需氧量）从120mg/L降至50mg/L，降幅达58%。 

 化学氧化与脱氯：活性炭表面富含羟基、羧基等官能团，可通过化学吸附和催化作用分解游离氯。实验数据显示，其对余氯的去除率超过95%。反应过程中，氯气（Cl₂）水解生成次氯酸（HClO），并在活性炭催化下进一步分解为盐酸（HCl）和新生态氧  （[O]），后者与碳反应生成二氧化碳排出系统，反应式为：

保护离子交换树脂：在除盐水工艺中，活性炭过滤器常置于阳离子交换器前，可拦截90%以上的游离氯和60%的有机物，避免树脂氧化失效及强碱树脂的有机污染。

2、活性炭过滤的物理化学机制

活性炭的吸附效能源于两大机制： 

 物理吸附：依赖巨大的比表面积和微孔结构，通过范德华力捕获杂质。例如，1g活性炭的吸附面积相当于一个标准足球场，可容纳大量污染物。 

 化学吸附：表面不饱和化学键与污染物发生特异性结合。例如，活性炭对含氮化合物的吸附强度是物理吸附的3-5倍。研究显示，其对氨氮（NH₃-N）的吸附容量可达15mg/g，而普通砂滤仅2mg/g。

此外，活性炭对氯的去除不仅是吸附，还包括催化氧化。某水厂测试表明，当进水余氯浓度为2mg/L时，活性炭滤柱可在15分钟内将其降至0.1mg/L以下，效率显著高于单纯物理过滤。 

 3、活性炭过滤器的运行事项 

活性炭过滤器需兼顾功能性与经济性，以下参数需精准控制： 

 入床水浊度：浊度超过5NTU时，杂质会堵塞微孔，导致吸附能力下降30%-40%。建议前置多介质过滤器  ，将浊度稳定在3NTU以下。某饮料厂案例中，浊度从8NTU降至2NTU后，活性炭更换周期从6个月延长至12个月。