水处理之——炭过滤工艺

水处理之——炭过滤工艺

一、什么是炭过滤？

医药炭过滤单元通常设计在预处理工艺，被设置在软化工艺之后，在水进入药典水处理单元反渗透膜、多效或蒸汽压缩蒸馏器之前，该过滤器通常由不锈钢材料制成，活性炭滤料为各种大小的炭颗粒，从10到50目不等，活性炭颗粒由椰子壳制成，通常是在含氮或其他惰性气体的气氛中，在无氧条件下燃烧，然后用蒸汽或化学方法使这种炭活化，在蒸汽活化中，这种炭在蒸汽的存在下被加热到750- 950℃。蒸汽活性炭含有非常细小的孔径，非常适合吸附水中的成分。在炭的化学活化中，它与氯化锌糊状物混合，并在600-800°C加热。化学活性炭具有较大的孔径，非常适合吸附水中较大的分子。 

二、为什么要安装炭过滤？

这就要从氯和氯胺的去除说起，细菌或微生物是医药水处理过程中需要重点考虑控制的因素，水系统预处理单元也不例外，来自城市水进入工厂储罐后，为了控制微生物水平，我们通过加入次氯酸钠来氧化细菌或微生物。但氯抑制微生物的同时也给下游处理单元设备带来两个主要风险：

1. 侵蚀反渗透（RO）膜:药典水处理单元使用RO膜，这是一种非常薄的半渗透材料，可以作为过滤器。这种膜对氯很敏感。随着时间的推移，氯会破坏膜，损害其过滤能力。

2. 对血液透析治疗有危险:氯会氧化红细胞，就像它对细菌分子的作用一样。当细胞被氧化时，细胞内部的钾被释放出来。钾会把血液变成淡红色——它实际上被用于致命注射，让你的心脏停止跳动，这就是为什么它必须经过过滤才能进行血液透析，所以最终生产用水氯含量超标给患者安全带来了风险。

显而易见水中氯或氯胺需要被去除，去除氯或氯胺是为了防止反渗透系统中的膜降解或氯应力腐蚀开裂，这对最终处理膜过滤单元的持续稳定性提供保障并同时满足药典对最终用水的指标要求，包含氯。

三、炭过滤的作用

1.脱氯作用

粒状活性炭水过滤器在去除游离氯方面是有效的。炭颗粒将次氯酸（HOCL）还原为氯离子。随着时间的推移，氯离子的反应会被降解，这时就会产生新的炭离子氯胺，活性炭过滤器产水余氯通产被设定不超过0.1ppm。

2.去除氯胺

尤其是单氯胺，不能很好地被人体吸收。与活性炭发生的反应就不那么容易发生了。催化活性炭可以提供比传统炭更快的反应速率。

3.物理吸附

活性炭还具备物理吸附功能，它可以吸附有机物、水异味、胶体及色素等。

四、哪些因素会影响炭过滤的效率？

水与炭床的接触时间、污染物浓度、水的温度和pH值等因素影响炭过滤器的过滤效率。在高温下活性炭过滤器的效果不如低温时。水的pH值也会影响污染物的吸附。当我们将pH值从7增加一个单位时，需要增加20%的活性炭表面。

五、消毒方式

活性炭过滤器也是微生物污染的潜在单元，这可能跟滤料可能存在“再生椰壳活性炭”有关，低质量的滤料在吸附饱和后更易引起大面积染菌，所以活性炭过滤器应设计蒸汽消毒功能，周期蒸汽对炭床的消毒可以避免炭过滤器本省微生物超标。

六、滤料更换

预防性滤料更换也是维持预处理水质稳定的关键活动，行业内碘吸附值是判断活性炭吸附能力的重要参数之一，高的碘吸附值有助于延长椰壳活性炭的有效工作时间，通常情况下，新椰壳活性炭碘吸附值不应低于1000mg/g，工作期间需始终大于500 mg/g；基于水质数据定期更换活性炭滤料是维护水质的重要活动，但有条件的企业可以通过定期测定椰壳活性炭的碘吸附值来确定其吸附能力，并以此来判断更换时间节点。