2014-07-15 - 淨水知識庫

「活性碳」是十分常見的濾材，其主成分為「碳」，並摻有少量的氫、氧、氮、硫等物質化合而成，是呈現黑色並具有複雜表面的多孔性物質。 活性碳是將前置材料（如煤碳、石油、木材或椰子殼等）經過熱分解，釋放出水分，並經過碳化程序及活化程序製作而成活性碳。其中，又以馬來西亞椰殼為原料製程的活性碳品質最佳。在淨水器的淨水方式中，多數的濾材都是以「阻隔」的原理，擋住雜質、有害微生物，最後濾出純淨水（紫外線殺菌則是「殺死」水中微生物，但菌屍仍殘存在水裡）。 唯獨活性碳的過濾原理是「吸附」雜質。人類利用活性碳淨化水質，最早是源於木炭的運用，最久可以追溯自西元450年前，腓尼基人將飲用水儲存在燒焦的木製桶裡，以確保商船在海上行駛時船員飲水無虞。活性碳真正大規模運用於淨水用途，則可始於1950年代，活性碳可算是發展相當成熟的淨水濾材。 活性炭產生吸附力的原因，在於它有發達的孔洞結構，就象我們所見到的海綿一樣，在同等重量的條件下，海綿比其他物體能吸收更多的水，原因也是因為它具有發達的孔隙結構。但活性炭的這種孔隙結構難以用肉眼觀察，若取1克活性炭，將裡面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達到1,000平方米(既比表面積為1000m2/g)因此，影響活性炭吸附性的主要因素就取決於內部孔隙結構的發達程度。 活性碳最常用於吸附水中有機物，如農藥、三鹵甲烷、臭味分子等。由於活性碳的表面積大，因此自來水水中的氯氣也會與碳表面反應而降低。但活性碳對水中陰離子型態的污染物，如硝酸鹽則無顯著去除效果，對重金屬的去除也有限；且細菌可附著於活性碳顆粒表面，生長成「生物膜」，反而造成濾心中細菌數增加的情形。此外，對於水中硬度（鈣鎂離子）的去除，亦無明顯效果。活性碳濾芯最佳使用時機是在氯味重及三鹵甲烷、農藥及臭味等有機物含量高的地區，以及放置在RO膜之後，用於甜化水質。 活性碳濾芯對於淨水器而言，扮演非常重要的角色，主要可以吸取化學物質、有機污染源、異色、異味等，或者放在淨水器最後一道甜化水質。我們最常聽見活性碳可去除的物質包括自來水中的氯氣、農藥等。目前市面上的活性碳種類，從型態予以分類，大致可以分為以下幾種 一、塊狀活性碳棒 又稱壓鑄式（壓縮）活性碳，或者我們常說的CTO，一些歐美大廠標榜可生飲的單道濾芯淨水器產品，許多就是塊狀活性碳棒。何謂塊狀：以黏著劑（膠水）和活性碳一定的比例，混合壓縮成狀塊的活性碳。其優點是過濾孔徑小，過濾效果佳。缺點則是會造成水路和bypass（沒過濾就流過）的現象，或者造成壓降。若活性碳棒在壓鑄過程，壓力不均，造成碳棒的結構密度不均，因水有往低壓處流動的特性，因此會自然形成一條「水路」，使得整支碳棒的過濾效果不能完全發揮。 二、顆粒活性碳 即將活性碳研磨成顆粒狀或更細小的粉狀，置入濾瓶中成為濾材，通水之後達到過濾的目的，也是目前運用最廣泛的活性碳濾芯型態。一般常見的顆粒活性碳濾芯選購原則，就是把濾芯拿起來搖一搖，聽聽裡面的聲音，以判斷顆粒的粗細。若聲音聽起來細碎，表示顆粒越小，則過濾效果越好；或者拿兩支體積差不多的濾芯放到手上惦惦重量，一般來說相同體積下，重量輕的活性碳表示表面孔洞較多，過濾功能較好。 此外，要檢驗活性碳孔洞多寡，最直觀的作法是把活性碳丟到水裡，如果冒出水面的氣泡越多越綿密，則過濾效果越好，當然，一般淨水器業者是不允許我們這麼做的…（如果您有科學家的研究精神，可以在家實驗比較各家廠商的活性碳）必須注意的是，並不是把整支濾瓶完全填充到滿，就可以獲得更好的過濾效果，一般來說濾瓶全部容積中必須留有5~10％的空間與空隙，以供活性碳發揮。如果活性碳濾芯在充填過程，是以擠壓的方式，強制填充最大限度的活性碳原料，則會發生以下狀況 濾芯搖晃不會產生聲音（表示濾瓶裡面沒空間了） 容易造成活性碳充填密度過高，使水流於濾瓶內產生「水路現象」，形成活性碳浪費。 顆粒活性碳於填充高密度的情況下，勢必造成整個水流的阻抗（壓降）， 不僅效能降低，更直接影響負責造水壓力的馬達，造成壽命減短與故障率的提升；嚴重者會使濾芯爆裂。 三、最近幾年出現出第三種型態的活性碳稱為活性碳纖維（Activated Carbon Fibers， CF） 相較於傳統顆粒碳，擁有發達的微孔結構，巨大的比表面積，具有較快的吸脫附速率及更便利的操作維護、較長的壽命等優點。當然，價格上也高於上述兩種型態的活性碳。若經濟預算許可，或者家中人口數多，倒是可以考慮活性碳纖維的濾芯。雖然活性碳具有經濟、用途廣泛的特色，但活性碳也有其缺陷，特別是孔洞容易滋生微生物，形成生物膜，污染水質等。 因此，為了改善活性碳容易姿生為生物的缺點，除了定期更換濾芯之外，業者也開發「添加銀離子」的活性碳濾芯，將活性炭和銀結合在一起，不僅對水中有機污染物有吸附作用，當水通過銀活性碳時，銀離子就會慢慢釋放出來，起到消毒抑菌作用。但也並不是銀離子加越多越好，添加過多反而有金屬中毒的風險，因此必須遵守檢驗標準，水中銀離子溶出量：日本0.05PPM，美國0.1PPM。歐漾淨水所採用的活性碳濾芯，一律使用高級椰殼活性碳原料，並自行生產無毒、環保濾充填，或從日本進口原裝活性碳纖維組裝，獲得NSF認證，無論在品質、效能都值得信賴，可洽全省加盟商選購。

2014 年 7 月 15 日

淨水小學堂-活性碳介紹