純水系統(tǒng)中活性炭過濾器的作用是什么？
一、吸附有機物
水中含有大量的有機物，大致可分為非人工合成和人工合成有機物。非人工合成有機物是天然合成有機物，如水生生物及其分泌物腐殖質(zhì)等。有機物對陰離子交換樹脂的污染可分為物理與化學(xué)兩方面的作用，它會附著在樹脂的表面并深入到樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，覆蓋內(nèi)部功能團，堵塞樹脂的網(wǎng)狀微孔，從而阻礙或降低離子交換的進行和增加樹脂層的水流阻力；由有機物造成的反滲透系統(tǒng)故障占全部系統(tǒng)故障的60~80%，發(fā)生有機污染時，系統(tǒng)不僅表現(xiàn)為水通量下降，而且會發(fā)生給水隔網(wǎng)堵塞，進而造成過大的壓力損失。嚴重的時候會導(dǎo)致膜元件發(fā)生機械損傷。
活性炭顆粒表面形成一層平衡的表面濃度，再把有機物質(zhì)雜質(zhì)吸附到活性炭顆粒內(nèi)，使用初期的吸附效果很高。但時間一長，活性炭的吸附能力會不同程度地減弱，吸附效果也隨之下降。所以，活性炭應(yīng)定期清洗、再生或更換。
活性炭對水中有機物的吸附量與很多因素有關(guān)，因此通常它不能百分之百的將有機物處盡，大約20~90%之間，波動范圍很大。分子量在500～3000是活性炭可能吸附的范圍，并隨分子量的增大，吸附容量減小。分子直徑大于活性炭孔徑的有機物難以被活性炭吸附。若有機分子直徑近似于活性炭孔徑，則可能堵塞，形成不可逆吸附。因此，需根據(jù)水中有機物的分子直徑和活性炭的微細孔分布情況選擇合適的炭種。一般果殼炭適合吸附水中低分子量的有機物，煤質(zhì)炭能較有效地吸附去除水中分子量較大的有機物。
二、吸附余氯
余氯可分為化合性余氯、游離性余氯、總余氯，自來水出水余氯指得是游離性余氯。游離性余氯在水中以O(shè)Cl+、HOCl、Cl2等形式存在，殺菌速度快，殺菌力強，但消失快，又叫自由性余氯。
自來水中殘留的余氯是造成純水系統(tǒng)中離子交換樹脂和聚酰胺反滲透膜性能惡化的主要原因。離子交換樹脂被氧化后，外觀表現(xiàn)為色淡、透明度增加，樹脂體積增大并破碎，引起樹脂體積交換容量減少，樹脂層壓力損失增大以及出水純度和pH值降低；聚酰胺反滲透膜對余氯較為敏感，大于0.1mg/L的余氯就能使它的性能惡化，被氧化后，芳香聚酰胺的聚合鏈被切斷，導(dǎo)致膜分離性能的衰減，產(chǎn)水水質(zhì)下降。
活性炭脫氯不完全是物理吸附，它會使余氯進一步轉(zhuǎn)換為碳的化合物，其反映機理為：
C + 2Cl2 + 2H2O = 4HCl +CO2↑
用活性炭吸附余氯比加還原劑經(jīng)濟，因為活性炭的處理含活性氯的水量約為其體積的10萬倍，活性炭大約可用1~1.5年，在經(jīng)濟上是合算的?；钚蕴繉τ谟嗦鹊奈絻?yōu)先于有機物，而且吸氯率接近100%。但是，余氯對活性炭微孔的破壞也很嚴重。常見的問題是活性炭顆粒容易破碎形成碎末。當(dāng)水中存在較高濃度的余氯時，不宜直接使用活性炭進行處理，而應(yīng)該預(yù)先加入還原劑。
