多介质过滤器

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活性炭过滤器在制药行业纯化工艺中的作用

活性炭过滤器在制药行业纯化工艺中的作用

产品特点:强大的吸附能力、优异的余氯去除能力、改善水质的感官指标、需要定期反冲洗和更换、可能滋生微生物

简要描述:

活性炭过滤器是一种利用活性炭巨大的比表面积和高度发达的孔隙结构,通过物理吸附和化学还原作用,有效去除水中的有机物、余氯、色度、异味以及部分重金属离子等污染物的水处理设备。它不仅是净化水质的关键步骤,更是保护下游精密膜元件(如反渗透RO膜)和离子交换树脂不可或缺的预处理单元。

详细介绍

活性炭过滤器的结构与多介质过滤器相似,但其核心填充料是活性炭。主要组成部分包括:
  1. 罐体: 材质通常为碳钢(内部有食品级防腐层,如环氧树脂或橡胶衬里)、不锈钢或玻璃钢(FRP)。

  2. 活性炭滤料(核心):

    • 类型: 常用的是颗粒活性炭(GAC),如椰壳炭、果壳炭或煤质炭。有时也会使用烧结活性炭棒(CTO)。

    • 特性: 拥有极大的比表面积(500-1500平方米/克),形成了强大的吸附能力。

  3. 支撑层: 在活性炭层下方,由石英砂和/或多级鹅卵石组成,防止活性炭颗粒流失。

  4. 配水系统: 位于罐体顶部和底部,确保水流均匀分布,避免出现“沟流”现象,使所有活性炭都能充分发挥作用。

  5. 阀门及管道系统: 包括进水阀、出水阀、反洗进水阀、反洗排水阀、正洗阀等。控制方式可分为手动控制和全自动控制。

  6. 控制系统(可选): 自动化系统可根据运行时间或压差自动启动反冲洗程序。

工作原理

活性炭过滤器的工作基于两个主要机制:物理吸附和化学还原。

1. 物理吸附:
由于活性炭表面存在大量微孔,其分子之间存在着相互吸引的范德华力。当水流经活性炭时,水中的有机物分子、胶体等污染物被这些孔隙捕获并牢牢吸附在活性炭表面。这个过程类似于磁铁吸引铁屑。

2. 化学还原:
这是去除余氯(Cl₂、次氯酸HClO)的主要方式。活性炭表面 acts as a reducing agent,与余氯发生化学反应,将其还原成无害的氯离子(Cl⁻)。
反应式简化为: C + 2Cl₂ + 2H₂O → 4Cl⁻ + CO₂ + 4H⁺
(其中C代表活性炭)

工作流程周期:
与砂滤器类似,也包括过滤、反冲洗和正洗三个阶段。

  • 过滤: 水流自上而下通过活性炭层,进行吸附和还原反应。

  • 反冲洗: 定期(通常根据压差或运行时间)进行自下而上的反洗,目的是冲掉被活性炭截留的悬浮颗粒,松动滤层,避免板结。

  • 正洗: 反洗后,进行短时间的正洗,排出残留的污水,然后恢复正常运行。

应用范围

活性炭过滤器应用极其广泛,几乎涵盖所有对水质有要求的领域:
  • 饮用水深度净化: 家用净水器、小区直饮水系统的核心组件之一。

  • 工业用水处理:

    • RO反渗透系统的前置保护: 去除余氯,防止氧化剂对RO膜造成不可逆的损伤。

    • 电子、电力、医药行业超纯水制备: 去除有机物。

    • 食品饮料行业用水处理: 改善口感和色泽,如啤酒、饮料用水。

  • 废水处理:

    • 深度处理与回用: 去除废水中的难降解有机物、色度、异味。

    • 电镀废水处理: 吸附部分重金属。

  • 水产养殖: 去除水中的氯胺、重金属,保护水生生物。

  • 游泳池水处理: 去除导致水产生异味的有机物(尿酮等)。

产品优势

  1. 高效去除有机物和余氯: 是解决此类问题最常用、最经济有效的方法之一。

  2. 显著改善水的感官性状: 能明显提升水的清澈度、口感和气味。

  3. 保护下游昂贵设备: 作为预处理,能极大延长RO膜、软化树脂等设备的使用寿命,降低系统运行成本。

  4. 操作相对简单,投资成本适中: 技术成熟,运行维护方便。

  5. 应用范围广,适应性强的净化工艺: 可根据不同需求选择不同类型的活性炭。

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