预处理除余氯：化学加药为何难取代活性炭过滤器？

一、化学加药除余氯：原理清晰，优势显著却有局限

在预处理环节，化学加药法（以亚硫酸氢钠为常用药剂）确实能实现余氯去除——其核心是通过氧化还原反应，将水中具有氧化性的余氯（如次氯酸HClO）还原为无害的氯离子（Cl⁻），反应式明确：

NaHSO₃+HClO＝NaHSO₄+HCl

为精准控制加药量，工艺中通常搭配氧化物检测仪表（ORP仪），通过实时监测水体氧化还原电位，调节加药泵频率，确保进入下一处理单元的余氯等氧化物含量降至目标值。从应用层面看，这种方式的优势很突出：

1. 成本更低：亚硫酸氢钠药剂价格低廉，相比活性炭定期更换的费用，长期运行成本更具竞争力；

2. 操作简便：无需复杂的过滤设备，仅需通过仪表与加药泵组成的自动化系统即可运行，运维门槛较低。

但即便有这些优势，化学加药法仍难以在预处理中取代活性炭过滤器，核心问题在于其存在三大不可忽视的局限性，限制了适用场景与处理效果。

二、化学加药的三大核心局限：制约其替代可行性

1. 水质适应性窄：仅适用于低有机物水质

化学加药法的核心作用是"还原余氯"，但对水中的有机物、微生物等杂质几乎无处理能力。若原水有机物指标较高（如TOC含量超标），化学加药后，这些有机物会随水流进入后续处理单元——既无法通过还原反应去除，还可能与药剂残留发生二次反应，生成新的杂质，为后续纯化系统埋下隐患。因此，该方法仅能在原水有机物含量低、水质单一的场景中使用，无法应对复杂水质（如医疗废水、工业循环水等有机物较多的水体）。

2. 控制稳定性差：存在系统质量风险

化学加药的精准度完全依赖ORP仪与加药泵的协同工作：

ORP仪探头若长期使用未校准，或受水体中杂质（如悬浮物、胶体）附着影响，易出现"失效"或"读数偏差"；

加药泵频率调节受水压、药剂浓度波动影响，可能导致"加药不足"（余氯未除净）或"加药过量"（药剂残留）。

这两种情况都会直接影响后续处理单元（如反渗透系统）的进水质量，轻则增加系统负荷，重则引发水质不达标，给生产系统带来不可控的质量风险。

3. 加重后续负荷：增加系统投资与运维成本

化学加药是通过"外来化学物质介入"实现余氯去除，这些药剂（如未反应完全的亚硫酸氢钠）及反应产物（如硫酸氢钠）会留存于水中，进入后续纯化系统（如RO反渗透系统）：

药剂残留可能与RO膜表面发生反应，破坏膜的孔径结构与分离性能，缩短RO膜使用寿命（RO膜更换成本高昂）；

为去除药剂残留与反应产物，需额外增加预处理单元（如精密过滤、离子交换），不仅提升了系统初始投资成本，还增加了后续运维的工作量与费用——这与"成本低"的初始优势形成矛盾，长期来看并不经济。

三、活性炭过滤器的除氯逻辑：全面性与可靠性成关键优势

相比化学加药的"单一功能"，活性炭过滤器以"多孔吸附+化学水解"的双重作用，成为预处理除余氯的更优选择，其核心优势体现在"除氯彻底性"与"综合净化能力"上，具体可从三方面解析：

1. 除氯原理：吸附+水解，效果更彻底

活性炭过滤器以颗粒活性炭为过滤介质，其除余氯过程分为两步：

物理吸附：活性炭具有发达的孔隙结构（比表面积可达1000-2000m²/g），能高效吸附水中的游离余氯（如HClO、ClO⁻），形成局部高浓度吸附层；

化学水解：被吸附的余氯在碳基表面发生水解反应，ClO⁻（次氯酸根）被还原分解为无害的Cl⁻（氯离子）与O₂（氧气），实现"彻底脱氯"。

这种双重作用能将出水余氯浓度稳定控制在0.1mg/L以下，远优于化学加药的"达标即可"，为后续RO膜等核心设备提供更可靠的保护。

2. 综合净化：不止除氯，兼顾多重杂质去除

活性炭过滤器的价值远不止"除余氯"，其多孔结构还能同步去除水中的：

有机物：吸附水体中的TOC（总有机碳）、腐殖质、色素等，改善水质感官性状（除色、除味）；

微生物：通过吸附与孔隙截留，减少水中细菌、病毒数量，降低后续系统的生物污染风险；

悬浮物与胶体：辅助去除多介质过滤器未截留的细小杂质，避免后续RO膜发生污堵。

这种"一设备多功能"的特性，能显著减轻后续纯化系统的负荷，无需额外增加处理单元，从整体上降低系统投资与运维成本——这是化学加药法无法实现的"综合净化优势"。

3. 运维可控：定期维护，保障长期稳定

活性炭过滤器的运维虽需定期操作，但过程可控、风险低：

饱和处理：当活性炭吸附趋于饱和（如出水余氯超标、压降升高）时，可通过"反洗"（用清水反向冲洗）恢复部分吸附能力；反洗无效时，直接更换活性炭即可，操作简单且效果明确，无"仪表失效"的不确定性；

微生物控制：活性炭吸附有机物后易滋生微生物，可通过"巴氏消毒"（60-80℃热水循环）或"蒸汽消毒"定期处理，有效控制微生物指标，避免二次污染——这进一步保障了出水水质的稳定性。

（如图所示：预处理系统中，多介质过滤器、软化器与活性炭过滤器通常依次串联，活性炭过滤器作为"深度净化单元"，承接前序设备的初步过滤，为后续纯化系统提供高质量进水。）

四、工艺选择的核心依据：水质与企业承受能力双匹配

预处理除余氯选择化学加药还是活性炭过滤器，并非"非此即彼"，需结合两大核心因素综合判断：

1. 原水水质状况：

若原水有机物含量低（TOC＜1mg/L）、余氯浓度稳定，且后续无精密纯化设备（如RO膜），可选择化学加药法（如部分小型工业循环水预处理）；

若原水有机物复杂、余氯波动大，或后续配备RO反渗透、EDI等精密系统（如医疗纯化水、电子超纯水制备），必须优先选择活性炭过滤器，确保进水水质全面达标。

2. 企业综合承受能力：

短期预算有限、运维人员技术水平较低的企业，可暂用化学加药法过渡，但需做好仪表校准与后续系统保护；

追求长期稳定、降低系统风险的企业，应优先投资活性炭过滤器——虽初始设备与换炭成本较高，但能减少后续设备损耗与故障，长期综合效益更优。

五、总结：活性炭过滤器的"不可替代性"源于"综合价值"

化学加药法虽在成本与操作上有短期优势，但因其"水质适应性窄、控制不稳定、加重后续负荷"的局限，无法满足预处理对"全面净化、稳定可靠"的核心需求。而活性炭过滤器通过"除氯彻底+多杂质去除+运维可控"的综合优势，不仅能高效去除余氯，还能为后续处理系统筑牢"保护屏障"，成为多数复杂水质预处理场景的首选。

简言之，两种工艺的选择本质是"短期成本"与"长期稳定"的权衡——若仅关注余氯去除，化学加药可作为备选；但从预处理"保障整体系统安全"的核心目标出发，活性炭过滤器的不可替代性不言而喻。

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