活性炭濾芯凈水效果的影響因素研究

周勤岸

摘要：隨著時代的發展，人們的關注點也發生了變化，如今更加偏向于健康生活，對物質的質量更加看重。水作為生命之源，飲用水的安全保障更是生命的安全保障，但如今環境污染愈發嚴重，對水處理的難度也愈發增大。活性炭濾芯作為水處理的重要配件，本文將對其影響活性炭濾芯凈水效果的因素進行分析和探討，并提出了一些使用建議，希望能夠提高其凈水方面的能力。

關鍵詞：活性炭濾芯；凈水效果；影響因素

飲用水作為我們生活必需品，就目前來說，飲用水的水質和水量以及資源管理方面存在諸多問題。水源頭的污染越來越嚴重，飲用水的處理受到巨大挑戰。為確保居民能夠使用合格安全的水資源，在對水資源進行處理時需要使用高科技技術以及高性能材料來應對污染更加嚴重的水資源。在水處理方面，利用最多的仍是活性炭，活性炭具有很強的吸附性，能夠脫色、脫臭，還能吸收一定的雜質氣體，再加上自身不會產生污染物，因此利用活性炭制作的活性炭濾芯在凈水方面有很好的效果。

一、兩大類活性炭濾芯產品

（1）散裝型活性炭濾芯。

散裝型活性炭濾芯是在特制的塑料殼體中裝入所需要的活性炭顆粒，然后再將其焊接在殼體的兩端面，并且在兩端放入無紡布，作用仍是加強過濾效果和保證碳粉不會掉落。這種散裝型活性炭濾芯具有多變性，能夠根據客戶不同的需求改變連接口型號。

（2）壓縮型活性炭濾芯。

壓縮型活性炭濾芯采用具有高吸附性的煤質活性炭和椰殼活性炭作為過濾料，再加以食品級的粘合劑燒結壓縮成型，也稱為炭棒濾芯。炭棒濾芯具有顆粒活性炭優良的吸附性能，并有效克服了所有活性炭濾器使用中存在的炭粉泄漏缺陷。具有管式元件的精密過濾特性，能有效去除液體中的有機物、微粒、鐵銹、余氯、異味等。

二、活性炭濾芯凈水效果影響因素

（一）水中污染物的種類對活性炭凈水效果的影響

我們知道，活性炭的一個重要性能是去除水中的有機物。活性炭是多孔性的炭素材料，孔徑大致可分為三部分：大孔、中孔和微孔。大孔主要分布于活性炭表面，對有機物吸附作用不大；中孔占活性炭比表面積不超過5%，是大分子有機物吸附場所和小分子有機物進入微孔的必由之路；微孔占活性炭比表面積95%以上，是活性炭吸附有機物的主要場所。

活性炭濾芯在通自來水進行壽命試驗的過程中，取點進行特定有機物的加標實驗。通過往純凈水中加入一定量的有機物再通過濾芯，測定濾芯出水的耗氧量去除率，我們對比了椰殼活性炭對單寧酸（分子量1701）、酒石酸（分子量150）、腐殖酸（天然有機高分子混合物）的吸附效果。

可見，由于椰殼活性炭以微孔為主，微孔主要吸附小分子有機物。初始的時候活性炭對親水性小分子有機物（酒石酸）去除效果很好，壽命過程中，由于自來水大中分子有機物逐漸進入大中孔，擋住了小分子進入微孔的通道，所以小分子去除率衰減很快。而腐殖酸因是高分子化合物初始去除率就很低。單寧酸因分子量中等可以被中孔和微孔吸附因而去除率較好。

因此，活性炭對每種有機物的吸附效果差別很大，水中污染物的種類影響活性炭的吸附效果。

（二）活性炭粒度大小對濾芯凈水效果的影響

使用相同的干凈、干燥的煤質活性炭，控制煤質活性炭的粒度大小不同，再將煤質活性炭和爭光樹脂在總質量相同的情況下，質量比例控制在7：1。經過該實驗表明，隨著活性炭的粒度減小，總體的TDS值呈現降低的趨勢。當活性炭粒度越來越小的時候，與樹脂粒度越來越接近，使其填充在濾芯內的顆粒間的孔隙率越來越小，這樣一來，就大大增加與自來水的接觸面積，使得過濾效果大大增加，盡管活性炭粒度越小過濾效果越好，但是當粒度越來越小時，越不方便篩選符合要求的活性炭，同時粒度過小容易產生黑碳粉。在同時考慮使用問題和凈水效果時，一般選擇粒度適當小的煤質活性炭作為濾料，既能保證水質安全，也不會產生黑碳粉。

三、凈水器的濾芯更換

隨著水污染的加劇，凈水器現在已經進入了許多普通家庭當中。很多家庭中的飲用水得以凈化，但是現在卻出現了一個這樣的問題，有很多的家庭因為沒有把握住更換濾芯的時間或者是忘記了更換濾芯而導致了凈水器會出現一些問題。凈水器最重要的部分就是濾芯，并且不同凈水器濾芯的壽命也不同，到底怎么判斷凈水器濾芯是否需要更換。根據總結，傳統的凈水器出現以下的幾種情況的時候就是凈水器的濾芯需要更換的時候了。

（1）出水量。

當凈水器的出水流量很小，不能滿足正常需要。說明濾芯堵塞，應清洗濾芯以便恢復正常流量的時候，或者是經清洗后流量仍然很小，不能滿足人們正常需求的時候。

（2）口感。

當凈水器的出水口感下降，口感與自來水接近，即不能去除自來水的氯味，說明凈水器的活性炭濾芯已經吸附飽和，活性炭失效，此時，就應該更換凈水器的濾芯了。

（3）使用年限。

活性炭凈水器的反滲透濾芯的壽命一般都是在0.5～1年左右，如果活性炭濾芯使用年限超過了一年，大多數情況下就應該更換濾芯了。而且，如果更換濾芯的頻率或者是之間相差很長時間的話，凈水器的凈化效果將達不到我們預期的要求，所吸附的物質和活性炭本身會滯留一些微生物和細菌。

四、結語

活性炭濾芯的凈水效果受到水中污染物種類及活性炭顆粒大小的影響。為保證人們生活用水的安全性，需要保證活性炭濾芯一定要嚴格按照規定制造，否則就不能保證所凈化水的質量。凈水器的質量其實主要取決于濾芯的質量，一個濾芯所能使用的年限最多不會超過五年，因此在使用過程中，在有經濟的情況下，可以選擇高質量的濾芯，提高凈水效果。更換濾芯時如果新濾芯長度不夠，可以采用增加橡膠墊的方法彌補。活性炭濾芯固然是一個好的凈水材料，但是所能吸附的物質和容量有限，也希望能夠有更多更卓越效果的凈水材料出現，提高人們的生活品質。

參考文獻：

[1]趙久艾，高紅，孫津清.城市飲用水水質分析現狀與評價[J].中國化工貿易，2015（14）：20.

[2]陳新波，李聰.國內外飲用水標準中部分指標的比較[J].科技創新導報，2015（27）：218220.

[3]趙文艷.大同煤生產高吸附活性炭工藝條件的選擇[J].科技情報開發與經濟，2006，16（1）：170172.