活性炭过滤器
一、概述
活性炭过滤器是一种利用活性炭的吸附特性来净化流体（主要是水和空气）的设备。
它在许多行业中都发挥着至关重要的作用，是去除杂质、改善流体质量的有效工具。
二、结构组成
外壳
材质选择
通常有不锈钢、玻璃钢和碳钢等材质可供选择。
不锈钢（如 304、316 不锈钢）外壳具有出色的耐腐蚀性，强度高，适用于对水质要求高、化学物质成分复杂的环境，例如制药行业和高纯度水处理场合。
玻璃钢外壳重量较轻，耐腐蚀性能良好，成本相对较低，常用于一般的水处理设施或对设备重量有要求的安装环境。
碳钢外壳价格较为经济，但需要进行防腐处理，像内部衬胶或者涂漆，主要应用于对水质腐蚀性较弱且预算有限的情况。
形状与设计特点
一般为圆柱形，这种形状能够有效承受内部压力，减少应力集中点。
外壳顶部设有进水口和排气口，进水口用于将待过滤的流体引入过滤器内部，排气口在设备启动注水阶段用于排出内部空气，防止形成气阻影响过滤效果。
底部设有出水口和排污口，出水口用于输出经过过滤后的干净流体，排污口则是用于定期清理过滤器内部积累的杂质和失效的活性炭。
内部支撑结构
作用与设计要点
内部支撑结构主要用于固定活性炭，确保其在过滤过程中不会发生移位。
一般采用多孔板或者格栅结构，这些结构既要保证有足够的强度来承受活性炭和流体的重量，又要保证流体能够顺畅地通过，使活性炭能够充分发挥吸附作用。
例如，在大型的活性炭过滤器中，会采用高强度的不锈钢格栅作为支撑结构，其孔隙大小既能防止活性炭掉落，又不会阻碍流体的均匀分布。
活性炭层
活性炭种类与特性
颗粒活性炭（GAC）
颗粒大小通常在 0.4 - 4mm 之间，具有较大的比表面积，范围大概在 500 - 1500m²/g。
它的孔隙结构复杂，包含微孔、中孔和大孔。
微孔主要吸附小分子物质，像水中的有机物（如腐殖酸）和部分重金属离子；中孔和大孔则为大分子有机物的吸附提供通道，并有利于小分子物质在活性炭内部的扩散。
例如，在饮用水处理中，GAC 能够有效去除水中的余氯和异味物质，这是因为余氯和异味物质分子能够进入活性炭的微孔和中孔被吸附。
粉末活性炭（PAC）
颗粒细小，粒径一般小于 0.18mm。
其比表面积比颗粒活性炭更大，这使得它能够快速吸附流体中的杂质。
不过，它的缺点是不易从流体中分离出来。
因此，PAC 主要用于需要快速吸附处理的场合，比如在应对突发性的水质污染事件时，能够迅速投入使用，将水中的有害物质吸附，防止其扩散。
例如，当水源受到化工原料泄漏污染时，PAC 可以在短时间内大量投加到水中，吸附有毒有害物质。
柱状活性炭
呈圆柱状，机械强度高，在流体的长期冲刷下不容易破碎。
它的吸附性能和颗粒活性炭类似，但由于其形状规则，在一些特定的过滤装置中，能够更好地填充和分布在过滤空间内，使得流体能够更均匀地通过，提高吸附效率。
例如，在一些对过滤精度和稳定性要求较高的工业过滤系统中，柱状活性炭能够发挥很好的作用。
填充方式与厚度要求
活性炭层的厚度根据过滤要求、流体性质和过滤器的尺寸来确定。
一般在 0.5 - 2m 之间。
填充时要确保活性炭均匀分布，避免出现局部空隙过大或者堆积过密的情况。
在一些设计中，会采用分层填充的方法。
例如，在底部先填充颗粒较大的活性炭，作为支撑层，同时也可以初步过滤掉一些较大颗粒的杂质；然后在上面填充颗粒较小的活性炭，用于精细吸附，提高整体的过滤效果。