活性炭是世界上使用最广泛的过滤介质之一。大多数普通消费者都知道什么是碳过滤器，或许通过便宜的冰箱投手熟悉它们。

但是，碳比投手还要多得多。碳可以以多种不同的方式制造，每种类型最适合不同的应用。选择正确的类型可以改变碳的使用寿命和系统效率。预处理技术甚至碳再生都会显着影响碳的使用寿命。围绕碳建立一个经过深思熟虑的系统可以为您节省大量时间和金钱，并更好地实现您的过滤目标。

碳基础知识

“活性炭可能是过滤过程中使用的最古老的过滤介质之一。自公元前400年以来，它一直用于净化水，去除有害健康的化学物质和令人不快的气味，“Carbon Activated Corp.的销售工程师Omitha Devendra说。

碳资源技术总监兼ASTM国际D28活性炭技术委员会主席Robert Potwora将活性炭称为通用吸收剂。

根据Calgon Carbon Corporation特种产品营销经理Jenalle Brewer的说法; Jacobi Carbons公司产品经理Andy McClure;Potwora; 和Devendra碳有效去除许多污染物，包括：

• 残留氯和一氯胺
• 引起有机污染物的味道和气味
• 挥发性有机化合物（VOCs）
• 三卤甲烷（THMs）和其他卤代烃
• 内分泌干​​扰化合物（药品，个人护理产品等）
• 氯胺，硫化氢和过氧化氢（被催化碳除去）。

据我们的专家介绍，由于其多功能性，碳可用于多种应用，以净化：空气; 饮用水; 废水; 食品和饮料; 和药品。

Brewer表示，除了众多应用外，活性炭还具有高效性和成本效益。

“活性炭的独特之处在于，它具有人体已知的任何吸附剂每单位体积最大的表面积，”McClure补充道。“1克碳通常会有超过1,000平方米的表面积。碳的另一个好处是它是一种非常宽容的技术; 当进水污染物浓度水平发生变化时，活性炭仍可满足处理目标，并提供非常稳定的出水水质。“

碳有多种形式，从粒状活性炭到碳块，可以用各种材料制成。

“活性炭可以用任何碳含量足够的材料生产，”Brewer说。“前体有助于确定最终活性炭产品的性质。”

据我们的专家介绍，碳可以用椰子壳，各种等级的煤或木材制成。McClure说，椰子壳碳通常具有高百分比的小微孔，并且非常适合从地下水流中吸收VOC。

“基于椰子的活性炭非常微孔，这意味着碳具有许多吸附孔和较少的传输孔，”Brewer解释说。“对于较小的分子来说，椰子碳更好，不会因缺乏运输孔而受到空间阻碍。”

Potwora补充道，椰子壳碳也非常纯净，可以轻松满足全国各地的严格纯度要求。

碳也可以由烟煤或无烟煤制成。

“煤基碳通常具有小微孔和中等中孔的宽孔结构，适用于地表水应用和废水处理，”McClure说。

来自烟煤和椰子壳的碳最常使用，因为它能够去除大量有机和无机形式的污染物和杂质，告知Devendra。

“沥青煤具有良好的输送孔和吸附孔的混合物，这使其成为各种应用的理想选择，”Brewer补充道。

McClure指出，由木材制成的碳具有较高比例的较大大孔，因此非常适合从水中去除色体和其他大型有机物，如腐殖酸。

Brewer补充说，木基碳具有大量的运输孔隙和较低的耐磨性。

“不同类型的原料对活性炭的性质有直接影响，”Potwora说，这对整个过滤系统的有效性产生了影响。

长寿的关键

您可以采取许多步骤来延长活性炭的使用寿命，包括为您的应用选择正确的类型，正确安装和维护系统以及使用正确的预处理选项。

了解碳基础知识后，重要的是要准确研究哪种碳最适合您的应用。

“由不同原料制成的碳具有截然不同的孔径范围，适合某些应用，”McClure解释说。“例如，使用木质碳进行地下水处理以去除痕量（ppb）的VOC水平可能会导致床的使用寿命非常短，因为这些碳不具备本应用所需的微孔结构。”

另一个需要考虑的重要因素是碳安装和系统维护，这是两个经常被忽视的细节，可以产生很大的不同。

每天或每周反冲洗活性炭系统过滤游离氯或一氯胺的Potwora提示将延长碳的使用寿命，而McClure强调正确安装碳的重要性。

正确的安装包括将碳浸泡在水中24小时以除去夹带的空气并在将其放入系统之前进行适当的反洗。

“大多数时候，过早突破的床还没有为这种方式做好适当的准备，”麦克卢尔继续道。“此外，串联操作两个碳床，并监测两个床之间的突破，使铅床尽可能接近其饱和容量，延长床的使用寿命。”

另一个重要步骤是建立一个支持长碳生命的系统，包括预处理组件。

“虽然活性炭可以作为物理过滤器，但它最适合作为溶解有机物的吸附剂，而不是固体的过滤，”McClure说。“一般的经验法则是，碳可以过滤掉尺寸小至10微米的颗粒; 如果一条河流含有大量超过这个尺寸的悬浮固体，那么在碳床之前过滤将有助于提高其使用寿命。“

“使用多介质过滤器或其他机械过滤（例如筒式过滤器）在GAC床前面将使悬浮固体远离碳床并使其主要成为吸附床，”工业和食品营销经理Matthew Adomaitis补充道。业务部门，Calgon Carbon Corporation。“典型的12×40目GAC床将去除小至12至15微米的颗粒，因此有利于去除较大颗粒，例如GAC之前的颗粒。”

除了适当的预处理，网眼尺寸和水质影响碳的寿命。

根据Brewer的说法，网格尺寸确定了可影响操作条件的粒度范围，包括压降，过滤能力，反洗速率要求和污染物的吸附速率。

“可以对GAC床性能产生深远影响的另一个水质方面是Langelier Scaling Index或LSI，”Adomaitis补充道。“给吸附器供水的水不应该在腐蚀性的一侧，因为它会攻击管道系统。结垢侧的水有可能堵塞颗粒，甚至跨越颗粒桥接，导致压力过大甚至窜流。“

从重新激活开始

尽管付出了很多努力，但最终将花费任何系统和应用的碳。

“经过过滤过程的活性炭最终会失去其吸附效率。当碳的孔结构太满而不能吸附任何更多的杂质时会发生这种情况。在这一点上，碳通常被认为是花费的，并且需要更换。废碳通常被丢弃，“Devendra解释道。

但是，还有另一种选择：重新激活。根据Adomaitis的说法，重新激活使用高温热处理过程，破坏吸附的有机化合物并恢复碳的吸附能力。高达95％的原始活性炭可以回收并与新的原生碳混合。

碳再活化最适用于较大的商业，市政或工业操作。典型的住宅POE过滤器将不包含足够的废碳用于再活化。

根据美国环保署的规定，必须在再生之前分析废碳的危险成分，并且必须在NSF再生设施中进行再生，以便最终产品通过NSF认证，用于饮用水，Devendra解释说。再活化碳最适用于废水处理等非饮用水应用。

无论您的应用如何，活性炭都是过滤系统的明智选择。其多种类型和用途使其成为业内使用最广泛的过滤介质之一。