活性炭滤芯净水效果的影响因素研究

饮用水作为我们生活必需品，就目前来说，饮用水的水质和水量以及资源管理方面存在诸多问题。水源头的污染越来越严重，饮用水的处理受到巨大挑战。为确保居民能够使用合格安全的水资源，在对水资源进行处理时需要使用高科技技术以及高性能材料来应对污染更加严重的水资源。在水处理方面，利用最多的仍是活性炭，活性炭具有很强的吸附性，能够脱色、脱臭，还能吸收一定的杂质气体，再加上自身不会产生污染物，因此利用活性炭制作的活性炭滤芯在净水方面有很好的效果。

一、两大类活性炭滤芯产品

(1)散装型活性炭滤芯。散装型活性炭滤芯是在特制的塑料壳体中装入所需要的活性炭颗粒，然后再将其焊接在壳体的两端面，并且在两端放入无纺布，作用仍是加强过滤效果和保证碳粉不会掉落。这种散装型活性炭滤芯具有多变性，能够根据客户不同的需求改变连接口型号。

(2)压缩型活性炭滤芯。压缩型活性炭滤芯采用具有高吸附性的煤质活性炭和椰壳活性炭作为过滤料，再加以食品级的粘合剂烧结压缩成型，也称为炭棒滤芯。炭棒滤芯具有颗粒活性炭优良的吸附性能，并有效克服了所有活性炭滤器使用中存在的炭粉泄漏缺陷。具有管式元件的精密过滤特性，能有效去除液体中的有机物、微粒、铁锈、余氯、异味等。

二、活性炭滤芯净水效果影响因素

(一)水中污染物的种类对活性炭净水效果的影响

我们知道，活性炭的一个重要性能是去除水中的有机物。活性炭是多孔性的炭素材料，孔径大致可分为三部分：大孔、中孔和微孔。大孔主要分布于活性炭表面，对有机物吸附作用不大；中孔占活性炭比表面积不超过5%，是大分子有机物吸附场所和小分子有机物进入微孔的必由之路；微孔占活性炭比表面积95%以上，是活性炭吸附有机物的主要场所。活性炭滤芯在通自来水进行寿命试验的过程中，取点进行特定有机物的加标实验。通过往纯净水中加入一定量的有机物再通过滤芯，测定滤芯出水的耗氧量去除率，我们对比了椰壳活性炭对单宁酸(分子量1701)、酒石酸(分子量150)、腐殖酸(天然有机高分子混合物)的吸附效果。可见，由于椰壳活性炭以微孔为主，微孔主要吸附小分子有机物。初始的时候活性炭对亲水性小分子有机物(酒石酸)去除效果很好，寿命过程中，由于自来水大中分子有机物逐渐进入大中孔，挡住了小分子进入微孔的通道，所以小分子去除率衰减很快。而腐殖酸因是高分子化合物初始去除率就很低。单宁酸因分子量中等可以被中孔和微孔吸附因而去除率较好。因此，活性炭对每种有机物的吸附效果差别很大，水中污染物的种类影响活性炭的吸附效果。

(二)活性炭粒度大小对滤芯净水效果的影响

使用相同的干净、干燥的煤质活性炭，控制煤质活性炭的粒度大小不同，再将煤质活性炭和争光树脂在总质量相同的情况下，质量比例控制在7：1。经过该实验表明，随着活性炭的粒度减小，总体的TDS值呈现降低的趋势。当活性炭粒度越来越小的时候，与树脂粒度越来越接近，使其填充在滤芯内的颗粒间的孔隙率越来越小，这样一来，就大大增加与自来水的接触面积，使得过滤效果大大增加，尽管活性炭粒度越小过滤效果越好，但是当粒度越来越小时，越不方便筛选符合要求的活性炭，同时粒度过小容易产生黑碳粉。在同时考虑使用问题和净水效果时，一般选择粒度适当小的煤质活性炭作为滤料，既能保证水质安全，也不会产生黑碳粉。

三、净水器的滤芯更换

随着水污染的加剧，净水器现在已经进入了许多普通家庭当中。很多家庭中的饮用水得以净化，但是现在却出现了一个这样的问题，有很多的家庭因为没有把握住更换滤芯的时间或者是忘记了更换滤芯而导致了净水器会出现一些问题。净水器最重要的部分就是滤芯，并且不同净水器滤芯的寿命也不同，到底怎么判断净水器滤芯是否需要更换。根据总结，传统的净水器出现以下的几种情况的时候就是净水器的滤芯需要更换的时候了。

(1)出水量。当净水器的出水流量很小，不能满足正常需要。说明滤芯堵塞，应清洗滤芯以便恢复正常流量的时候，或者是经清洗后流量仍然很小，不能满足人们正常需求的时候。

(2)口感。当净水器的出水口感下降，口感与自来水接近，即不能去除自来水的氯味，说明净水器的活性炭滤芯已经吸附饱和，活性炭失效，此时，就应该更换净水器的滤芯了。

(3)使用年限。活性炭净水器的反渗透滤芯的寿命一般都是在0.5～1年左右，如果活性炭滤芯使用年限超过了一年，大多数情况下就应该更换滤芯了。而且，如果更换滤芯的频率或者是之间相差很长时间的话，净水器的净化效果将达不到我们预期的要求，所吸附的物质和活性炭本身会滞留一些微生物和细菌。

四、结语

活性炭滤芯的净水效果受到水中污染物种类及活性炭颗粒大小的影响。为保证人们生活用水的安全性，需要保证活性炭滤芯一定要严格按照规定制造，否则就不能保证所净化水的质量。净水器的质量其实主要取决于滤芯的质量，一个滤芯所能使用的年限最多不会超过五年，因此在使用过程中，在有经济的情况下，可以选择高质量的滤芯，提高净水效果。更换滤芯时如果新滤芯长度不够，可以采用增加橡胶垫的方法弥补。活性炭滤芯固然是一个好的净水材料，但是所能吸附的物质和容量有限，也希望能够有更多更卓越效果的净水材料出现，提高人们的生活品质。