活性炭水处理培训资料..
活性炭改性方法及其在水处理中的应用
活性炭改性方法及其在水处理中的应用一、本文概述活性炭，作为一种广泛应用的吸附剂，因其高比表面积、优良的吸附性能和化学稳定性，在水处理领域扮演着重要角色。
然而，原始的活性炭在某些特定应用场合下可能表现出吸附容量有限、选择性不高等不足，这就需要对活性炭进行改性，以提高其在水处理中的性能。
本文旨在探讨活性炭的改性方法，并分析改性活性炭在水处理中的应用及其效果。
我们将详细介绍活性炭的改性方法，包括物理改性、化学改性和生物改性等多种方法，并阐述其改性原理和效果。
接着，我们将通过案例分析，探讨改性活性炭在水处理中的实际应用，如去除重金属离子、有机物和色度等。
我们将对改性活性炭在水处理中的应用前景进行展望，以期为推动活性炭在水处理领域的应用和发展提供参考。
二、活性炭基础知识活性炭，作为一种多孔性的炭质材料，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于各种领域，尤其是水处理领域。
其基础知识的掌握对于理解活性炭的改性方法以及在水处理中的应用至关重要。
活性炭主要由碳、氢、氧、氮、硫和灰分组成，其中碳元素含量一般在80%以上。
活性炭的多孔结构赋予了其巨大的比表面积和优异的吸附性能。
活性炭的孔结构包括大孔、中孔和微孔，这些孔的存在使得活性炭能够吸附分子大小不同的各种物质。
活性炭的吸附性能主要取决于其表面化学性质和孔结构。
表面化学性质包括表面官能团的种类和数量，这些官能团可以影响活性炭与吸附质之间的相互作用力，从而影响吸附效果。
孔结构则决定了活性炭的吸附容量和吸附速率。
活性炭的制备方法多种多样，包括物理活化法、化学活化法和化学物理联合活化法等。
不同的制备方法可以得到不同性质的活性炭，从而满足不同应用场景的需求。
在水处理领域，活性炭主要用于去除水中的有机物、重金属离子、色度、异味等污染物。
其吸附过程包括物理吸附和化学吸附，通过这两种吸附方式的共同作用，活性炭可以有效地净化水质，提高水的饮用安全性。
活性炭的基础知识包括其组成、结构、性质、制备方法和应用等方面。
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用概述：活性炭是一种具有高度多孔结构和巨大比表面积的吸附剂，广泛用于水处理领域。
本文将介绍活性炭的吸附机理，并详细讨论其在水处理方面的应用。
第一部分：吸附机理1. 活性炭的结构和性质活性炭是一种碳质材料，其独特的结构和性质使其具有良好的吸附能力。
活性炭通常由煤炭、木材等原料经过活化制得，具有高度多孔结构和巨大比表面积。
这些孔道和表面可提供大量的吸附位点，能够将溶质从水中去除。
2. 吸附机理活性炭的吸附机理涉及物理吸附和化学吸附两个过程。
物理吸附是通过静电力、范德华力和亲疏水性等力，将溶质吸附在活性炭表面或孔道上。
化学吸附则是通过活性炭表面的化学反应，使溶质与活性炭形成化学键。
这两种吸附机制共同作用，使得活性炭对多种污染物具有高效的吸附能力。
第二部分：活性炭在水处理中的应用1. 活性炭对有机物的吸附活性炭对有机物的吸附能力较强，可用于去除水中的有机污染物。
有机物分子往往含有芳香环、功能团等结构，这些结构与活性炭表面产生相互作用力，使有机物分子与活性炭形成吸附层，从而有效去除水中的有机污染物。
2. 活性炭对重金属的吸附活性炭对重金属离子的吸附也较为有效，可用于去除水中的重金属污染物。
重金属离子常呈阳离子形式存在于水中，而活性炭具有一定的负电性，能够与重金属离子发生静电吸附。
此外，活性炭中的表面官能团也能与重金属形成化学键，进一步增强吸附能力。
3. 活性炭对微污染物的吸附活性炭对水中的微污染物，如农药残留、药物和个人护理产品中的物质等，也有良好的吸附能力。
这些微污染物由于其量低浓度高和稳定性差的特点，对水质构成了较大的威胁。
活性炭的高比表面积和多孔结构为吸附这些微污染物提供了良好的条件。
第三部分：活性炭水处理技术的发展和挑战1. 发展趋势随着水污染问题日益严重，活性炭在水处理领域的应用得到了广泛关注和应用。
新型活性炭材料的开发，如改性活性炭、纳米活性炭等，将进一步提高吸附效率和性能。
活性炭吸附技术在水处理中的应用
溶剂中的溶解度和溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。
通常上，活性炭交互作用下是一个非常复杂的过程。
它是一种通过物理吸附、化学吸附、交换吸附、氧化、催化氧化和活性炭还原去除水中污染物的水处理方法。
3 活性炭在水处理方面的应用3.1 活性炭吸附法应用于吸附重金属离子活性炭对重金属离子的吸附除表面积大、孔道发达、空腔容量大外，还取决于活性炭表面的稳定性和可调节性，活性炭表面含氧和含氮官能团的存在可以改变重金属的化学性质。
因现代化工业不断的发展中，大量的重金属离子不断地从工业废水中分散出来，存有极大的安全隐患。
对此，利用活性炭的结构密度特点，可以不断地优化活性炭链接式的密度结构，从而加快对重金属离子的吸附、分解[3]。
近年来，多元化的行业不断新起，工业技术优化中不断产生重金属离子的废水。
活性炭身上有很多的化学、物理性质，可以有效地去除重金属离子，对其进行吸附。
且在重金属离子中六价铬的金属最多，其以各种不一样的形式存在于水中，其结构中所含的pH 值也是不同的。
而且，活性炭微孔结构可以很好地对重金属的阴离子进行吸附，从而改性重金属中含有的元素，使其表面吸附的负价铁、其他正价金属会发生交互作用，尤其是六价铬，会对铬产生化学吸附，从而去除水中的微量铬。
改性活性炭可用于电镀废水中铬的处理，吸附水可达到国家排放标准。
3.2 活性炭吸附法应用于吸附水中有机物活性炭对水中有机污染物具有良好的吸附能力。
活性炭的亲水性优于亲油性炭。
因此，活性炭对含油废水的吸附一般是采用其他方法吸附油脂，然后再用活性炭进行二次吸附。
用这种方法吸附后的废水含油量将降低到0.1～0.2mg/L 。
二是吸附含重金属离子的污水。
例如酚类化合物、苯类化合物、石油和石油产品等具有很强的吸附能力，还可以去除生物法pH 和其它化学法难以去除的有机污染物、除草剂、杀虫剂、农药等异味；亚甲基蓝表面活性剂、合成染料、含有胺类、合成洗涤剂及多元化合成的有机物同时也具备吸附能力，可有效去除水中杂质[4]。
活性炭专业知识培训资料
活性炭专业知识培训资料成型的晶碳，不含有机或无机胶成份，几乎都是碳元素。
利用碳元素本身的粘接力定型为块状和蜂窝状。
极少含灰份，不造成二次污染。
特点是做为设备一部份，方便安装，不需要另外的包装物。
可以附载各式催化剂而实现功能化。
应用石化行业无碱脱臭（精制脱硫醇）——重催的精制装置乙烯脱盐水（精制填料）——乙烯装置催化剂载体（钯、铂、铑等）——苯乙烯、连续重整装置水净化及污水处理——上水及下水的深度处理电力行业电厂水质处理及保护——锅炉装置对NO、NOx等有害气体的吸附一一锅炉尾部烟道化工行业化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制食品行业饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色、提纯、除臭黄金行业黄金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺尾液回收——金矿的废物利用及环境保护环保行业用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化相关行业香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等，比如活性炭可以作为活性碳罐的填充物用来生产摩托车碳罐汽车碳罐等。
1、活性炭吸附法在水处理中的应用活性炭吸附广泛应用于在城市污水处理、饮用水及工业废水处理。
颗粒活性炭常常应用于吸附分子，颗粒活性炭吸附性决定应用性，而吸附性和各种炭型的孔大小分布相关。
以水蒸气活化的泥煤基、褐煤基和椰壳基粉状活性炭为例：泥煤基活性炭具有微孔和中孔，颗粒活性炭可供多种应用；褐煤基炭具中孔较多，颗粒活性炭而且还有较大的中孔，提供优良的可入性；椰壳基颗粒活性炭中主要是微孔，仅适用于低分子的去除。
利用化学品活化的颗粒活性炭是非常多孔的，多在微孔和中孔范围，但是，比较水蒸气活化的活性炭、化学品活化的活性炭的孔表面是较少疏水性和较多负电荷。
以挤压型和破碎型粒状活性炭为例：泥煤基挤压型活性炭能制成各种不同孔大小分布的品种。
颗粒活性炭微孔为主的品种主要用于气相应用的黄金回收。
既有微孔又有中孔的品种大都用于液相应用，如水纯化中吸附小分子和大分子的杂质。
水处理活性炭
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第三章 活性炭的生产工艺
3.2.1活性炭简化生产工艺图
含炭物质 炭化 （煤，椰子 壳，沥青， （高温热解） 木屑等） 活化 后处理 活化 料 活性炭 （精制、破碎、 成品 筛分、包装）
炭化 料 （活化剂打孔）
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第四章
活性炭的空隙结构、孔径分布及功能 4.1活性炭的孔隙结构
参照前苏联科学院的杜比宁（ DUBININ）划分法，活性炭的孔 隙分类如下： 微孔 孔隙直径≤2nm 中孔 孔隙直径＝2nm-50nm 大孔 孔隙半径＞50nm 微孔又分为真微孔（d＜0.60.7nm）和次微孔（0.6-0.7nm＜ d＜1.5-17nm），并指出研究和生 产次微孔发达的活性炭是活性炭 工作者的重要任务。 。
④、比表面积 活性炭空隙结构的总面积，用以表 征活性炭总的吸附量的参考性指标。 ⑤、孔容积 活性炭空隙结构总的容积，用以表 征活性炭总的吸附量的参考性指标。
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第九章
水净化用活性炭的主要性能指标体系介绍 9.2活性炭的粒径及流动性指标介绍 ①活性炭的粒径
粒径规格 8目X16目 8目X20目 8目X30目 10目X30目 12目X40目 14目X40目 20目X40目 20目X50目 30目X60目 粒径尺寸 2.36-1.18mm 2.36-0.85mm 2.36-0.60mm 2.00-0.60mm 1.70-0.425mm 1.40-0.425mm 0.85-0.425mm 0.85-0.30mm 0.60-0.25mm
nob=nitrite-oxidizing bacteria=亚硝酸氧化细菌
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第八章
A水厂压块破碎炭与柱状炭使用比较
（3）不同类型活性炭的运行效果比较
水处理用活性炭有关知识
水处理用活性炭有关知识水处理活性炭的种类、制造及特性：目前用于水处理的吸附剂有：活性炭、硅藻土、氧化硅、活性氧化铝、沸石及离子交换树脂等。
其中铝-硅系吸附剂是亲水性的吸附剂，对极性的物质有选择吸附，因此作为吸潮剂、脱水剂和精制非极性溶液的吸附剂。
活性炭是疏水性吸附剂，对水溶液中的有机物具有较强的吸附作用，作为城市污水与工业废水处理用的吸附剂。
用于水处理的活性炭一般分为以下几类：粉状活性炭：一般用木屑、煤为原料，经炭化、活化、磨粉等工艺制成，主要应用于静态吸附操作(间歇式操作)处理给水除臭、除味以及规模较小的工业或城市污水处理。
颗粒活性炭：按不同的材质可分为椰壳活性炭、果壳活性炭和煤质活性炭。
椰壳活性炭—活性炭行业及用户公认的最好的一种活性炭，不论是吸附速度、吸附能力、强度等各项指标以及按照水处理工艺不同可选择不同材质的活性炭产品。
活性炭水处理的特点1、活性炭对水中有机物有卓越的吸附特性由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中溶解的有机污染物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力，而且对用生物法和期货化学法难以去除的有机污染物，如色度、异臭、亚甲蓝表面活性物质、除草剂、杀虫剂、农药、合成洗涤剂、合成染料、胺类化合物，及许多人工合成的有机化合物等都有较好的去除效果。
2、活性炭对水质、水温及水量的变化有较强的适应能力。
对同一种有机污染物的污水，活性炭在高浓度或低浓度时都有较好的去除效果。
3，活性炭水处理装置占地面积小，易于自动控制，运转管理简单。
4、活性炭对某些重金属化合物也有较强的吸附能力，如汞、铅、铁、镍、铬、锌、钴等，因此，活性炭用于电镀废水、冶炼废水处理上也有很好的效果。
5、饱和炭可经再生后重复使用，不产生二次污染。
6、可回收有用物质，如处理高浓度含酚废水，用碱再生后可回收酚钠盐。
活性炭水处理的主要影响因素由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。
活性炭资料
活性炭知识一、简介活性炭是一种多孔的含碳性物质，包含有发达的孔隙结构，是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳椰壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。
它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。
广泛应用于水处理、气体的分离精制、冰箱的除臭、金属的提取、军事防护和环境保护等各个领域。
二、活性碳的物理、化学性质1、物理特性：活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。
其成份除了主要的炭以外，还包含了少量的氢、氮、氧，其结构则外形似以一个六边形，由于不规则的六边形结构，确定了其多体积及高表面积的特点，每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。
-2、活性炭化学性质稳定，能耐酸、碱，耐高温高压，因此适应性很广。
三、活性炭的吸附原理在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。
但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。
如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。
所以，活性炭应定期清洗或更换。
四、活性碳的制备1、制备原料：活性炭可由许多种含炭物质制成，几乎所有含碳材料都可用来制备活性炭，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。
其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。
很适用于气体活化法的原料是木炭、坚果壳炭、褐煤或泥炭制得的焦炭。
2、制备方法：活性炭的制造基本上分为炭化和活化两过程：第一过程，炭化，将原料加热，在170至600℃的温度下干燥，并使原有的有机物大约80％炭化。
第二过程是使炭化物活化，将第一步已炭化好的炭化料送入反应炉中，与活化剂和水蒸气反应，完成其活化过程，制成成品。
活性炭专业知识培训323
味精专用炭
药用（针剂用）活 性炭
广泛应用于药品制剂、医药中间体、食品酿造、 精细化工等行业。适用于制药业抗菌素类，链霉 素、洁霉素、庆大霉素、青霉素、磺胺类、激素 以木质磷酸法粉炭为主， 类、氨基酸、没食子酸、生物碱、扑热息痛、维 厂家需具备《药品生产 生素等制品的脱色、提纯精制。也用于各种注射 许可证》，参考国标： 药剂的脱色、精制和除去“热源”亦可用于电镀 GB/T13803.4-1999 液、苯骈三氮唑、化工原料的除杂除异味、脱色、 精制等。
气相吸附用 活性炭
液相吸附用 活性炭
触媒用活性炭
目前市场上常见的分类：
种类
酒类专用活性炭 糖液脱色用活性炭
使用说明
备注
主要用于白酒的崔陈、除浊等（飞洋活性炭公司 以木质粉炭为主，煤质 是目前行业的领导品牌）。 和果壳炭为辅。 以木质磷酸法粉炭为主。 适用于蔗糖、葡萄糖、饴糖、核糖、木糖、淀粉 参考国标： 糖等糖类的脱色和精制，也可以作为食品添加剂。 GB/T13803.1-1999 以木质磷酸法粉炭为主， 主要供味精工业装填吸附塔进行味精母液的连续 参考国标：味精用粉状 活性炭LY/T1281脱色，提高味精质量 1998
比表面积： 反应单位质量活性炭的总表面积；计量单位：㎡/g；
由于测定比表面积的仪器非常昂贵（单套仪器普遍＞60万元），国内 目前一般都不把比表面积作为主要指标测定； 四氯化碳脱附率：
反应单位质量活性炭对四氯化碳脱附能力的指标；计量单位：%； 试验定义：在规定的试验条件下，对吸附四氯化碳饱和后的活性炭进 行脱附，脱附恒量后，以脱附的四氯化碳与饱和四氯化碳质量分数表 示被测活性炭对四氯化碳的脱附能力；
C:\Users\photopl\Desktop\粒度 单位换算表.xlsx
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酿造水处理管线示意图
进 多 介 质
东区旁路供水阀 进原水箱
主 供 糖 化
多 介 质
活 性 炭
东西区连通阀
供 过 滤 线
供锅炉水源
西 区 旁 路 阀
成 品 水
成 品 水
东 西 区 连 通 阀
原
水
箱Leabharlann 六、水处理工艺改造后的设备现状
根据工艺要求和供水质量要求，酿造水处理对设备和工艺进行了一 系列的改造： 一、、将原来的东区自来水改为地上管路，原东区自来水管路 废弃，而且有计划不久将西区自来水管路也改为地上管路，但 东西区连通阀门不变。 二、将热水杀菌改为蒸汽杀菌 三、将一台原水泵改为反洗水泵。 四、将原来的一台备用产品水泵改为专供过滤反渗透的产品水 泵。
三、酿造水处理系统流程示意图
酿造水处理系统流程图
多 介 质 活 性 炭
原水箱
多 介 质
活 性 炭
产 品 水
供 过 滤 线
供 糖 化
反洗泵 B 反洗泵 A
西区水
多 介 质
活 性 炭
产 品 水
产 品 水 泵
原水泵 B 原水泵 A
东区水
四、水处理多介质过滤器内部结构、填料示意图 酿造水处理设备结构示意图
品尝有明显异味 使用期限已超过规定的年限
二、活性炭在水处理过程中的作用
•1、吸附水中余氯
•2、吸附水中有机物 3、吸附水中重金属离子 4、过滤水中悬浮物
二、活性炭在水处理过程中的作用
活性炭为什么能够吸附水中的物质。
因为活性炭有着巨大的比表面积，一克 活性炭的展开面积相当于一个标准足球场 那么大，而且里面有着不同孔径的通道， 当水从活性炭里面的通道经过时，各种杂 质就会被活性炭的表面吸附，使水达到洁 净的目的。
罐体直径为：3200 mm高度为：3738mm
五、水处理活性炭过滤器内部结构、填料示意图
酿造水处理设备结构示意图
一、 活性炭过滤器
DN50 排空管
854
DN150 反洗出水
活性炭 h=1400
DN 100 进水管
2400
1500 DN125
石 英 沙 h=100 d=1.0~20
884
DN150 反洗进水
二、活性炭在水处理过程中的作用
活性炭为什么要定期进行杀菌
活性炭对混合物的吸附是有选择性的，所有级别的 活性炭颗粒都能吸附有机物，特定级别的活性炭颗粒对 一些特定的污染物有特殊的吸附能力。
活性炭去掉余氯又吸附了有机物后，炭床就成了微生 物生长的场所，为控制微生物，必须使水中含有一定量的余 氯达到消毒杀菌的效果，可是，我们要生产啤酒，所以就不 能添加氯，这样微生物就会大量繁殖，为了控制微生物孳生 我们就必须定期进行蒸汽高温杀菌以达到保证出水水质的目 的。
水处理
活性炭基础知识、过滤 器运行、杀菌培训材料
主要内容
一、活性炭基本知识 二、活性炭在水处理过程中的作用 三、酿造水处理系统流程图 四、水处理活性炭过滤器内部结构、填料示意图 五、水处理活性炭过滤器管路工艺流程示意图 六、水处理改造后的设备现状
七、杀菌工艺要求及杀菌管路示意图
八、运行过程中注意事项
E-2
填 料 ： 1～ 2mm颗 粒 石 英 砂 1.2吨 。 石 英 沙 d=1.0~20 h=100
DN100 出水管
活 性 炭 型 号 ： F400D 活 性 炭 质 量 6.23~6.43吨 ， 活 性 炭 h=1400 罐 体 直 径 ： 3200 高 度 ： 4138
六、水处理工艺改造后的设备现状
九、突发、紧急情况的处理
一、活性炭基本知识
（一）活性炭定义及原理 1、定义：活性炭是利用木炭、 木屑、椰子壳一类的坚实果 壳、果核及优质煤等做原料， 通过物理和化学方法，经过 高温炭化、活化、酸洗、漂 洗等一系列工艺而生成的黑 色、无味、无毒的物质。 2、原理：活性炭颗粒可有效的 去除有机物、有气味的物质、 氯和其他污染物如氯仿、消 毒剂等以保证良好的口味。 • 3、活性炭的特性：活性炭吸 附能力在一定时间内是有效 的，随着吸附污染物的增多 吸附能力降低，当吸附的污 染物处于饱和状态时，继续 使用会使吸附的污染物重新 释放到水中。 吸附效力只能通过口味品 评确定，活性炭出口水的 TTHM浓度升高，说明活性炭 已失去吸附污染物的能力。
一、活性炭基本知识
（二）相关工艺指标及常用术语 •1、TTHM：三卤甲烷是指在自来水的净化过程中，当加氯消毒投加氯制剂 多时产生的消毒副产物（TTHM）。主要有三氯甲烷、溴二氯甲烷、二溴氯 甲烷、溴仿（三溴甲烷），这四种物质统称为三卤甲烷。
•2、最小空床接触时间6分钟 空床接触时间（分钟）=活性炭体积m3/水的流量m3/min 。增加活性炭 的空床接触时间，通过 降低流速或增加炭床的高度实现。 •3、活性炭更换的三个条件： 活性炭过滤后的水TTHM的含量超过标准
五、将原来的两台精密过滤器退出，加装了三个管道式过滤器 。
七、杀菌工艺要求及杀菌管路示意图
东区水Φ 150
酿造水处理设备及杀菌管路示意图
多 介 质 多 介 质 多 介 质
一、 多介质过滤器
DN50 排空
854 DN150 反洗出水 管路
石英沙 d=0.3~0.5 h=800 石 英 沙 h=400 石 英 沙 d=1.0~20 h=100 d=0.8~0.5
DN100 进水管路 2000
DN125
石英沙 d=2.0~4.0 h=150
884
E-2
气擦洗管路
DN125 DN100 出水管路
DN150 反洗管路
四、水处理多介质过滤器内部结构、填料示意图
多介质过滤器内部各种粒径填料的高度和质量 填料：2.0~4.0mm颗粒石英砂1.2吨。石英沙d=2.0~4.0h=150 1.0～2.0mm颗粒石英砂1.8吨。石英沙d=1.0~20 h=100 0.8~0.5 mm颗粒石英砂4吨。 石英沙d=0.8~0.5 h=400 0.3～0.5mm颗粒石英砂8吨。石英沙d=0.3~0.5h=800
二、活性炭在水处理过程中的作用
过滤器的过滤作用中容易产生的误区 水中的大部分细微杂质是通过过滤器中填料的表面吸附 作用去除掉的，只有极少部分大颗粒的机械杂质是通过滤层上 面的过滤作用去除掉的。所以，水在过滤器中经过的时间越长 ，吸附越彻底，出水越洁净。
反渗透膜和精密过滤芯则是靠过滤作用来工作的，它 们的过滤作用不是靠吸附作用来完成的