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水处理、矿山、食品与工业吸附用滤料与吸附剂

12 个牌号、5 大滤料族 —— GAC(煤基+椰壳)、无烟煤、硅藻土、石英砂、锰砂、沸石、陶瓷承托球。

按体系选型速查

应用场景主滤料规格床层配置使用寿命
市政饮用水预过滤无烟煤 + 石英砂 + 石榴石无烟煤 1.0–1.5 mm;砂 0.5–0.8 mm;石榴石 0.3 mm多介质 60+30+15 cm5–10 年
市政饮用水精修颗粒活性炭(GAC)煤基,碘值 ≥900 mg/g,目数 8×30GAC 床 60–90 cm @ EBCT 10 min2–3 年后再生
游泳池过滤石英砂 + 无烟煤砂 0.45–0.85 mm;无烟煤 0.8–1.6 mm双介质 40+30 cm5–7 年
工业循环冷却水石英砂 + 无烟煤砂 0.5–1.2 mm;无烟煤 1.0–2.0 mm双介质 50+30 cm3–5 年
矿山黄金浸出(CIP/CIL)活性炭(金浸出级)椰壳或煤基,6×12 目,硬度 ≥98%吸附-解析柱1–2 年(多次再生循环)
糖厂脱色活性炭(粉末 PAC,糖厂级)PAC,碘值 ≥1000 mg/g,脱色率 ≥18 mL/g间歇接触 + 板框压滤单次使用后焚烧
啤酒 / 葡萄酒澄清硅藻土助滤剂选矿级,煅烧或助熔煅烧预涂 0.5–1.5 kg/m² + 助滤添加单次使用(食品级)
臭氧 / 双氧水精修颗粒活性炭(催化型)煤基催化型,碘值 ≥850 mg/gGAC 床 60 cm @ EBCT 8 min3–5 年
VOC 空气处理颗粒活性炭(煤基)煤基,CTC ≥60%,目数 4×8吸附-脱附柱2–4 年
CO₂ 捕集(燃烧后)活性炭 CO₂ 吸附剂专用 MEA 浸渍或分子筛杂化固定床 + 再生循环5+ 年
土壤修复(PFAS / 石油)活性炭(土壤吸附剂)煤基或生物炭,粒度 0.5–2.5 mm沟槽注入或表面混合原位永久
饮用水除氟活性氧化铝(见单独 hub)珠 3–6 mm,BET ≥280 m²/g固定床 @ EBCT 15 min1–3 年后再生

全部牌号(按化学类型)

水处理颗粒活性炭(GAC)(2)

市政饮用水、地下水修复、工业流程水的精修级吸附剂。煤基 GAC(碘值 900–1100 mg/g、目数 8×30)按性价比在水处理市场占主导(对比椰壳变体)。床深 60–90 cm 在空床接触时间(EBCT)10 分钟是标准设计;可再生 3–5 次循环后废弃。

专用活性炭(4)

应用特调活性炭牌号,超出商品级水处理 GAC。矿山级(高硬度用于 CIP/CIL 金浸出)、糖厂级(高脱色力用于糖厂蔗汁)、土壤吸附级(PFAS / 石油修复)、CO₂ 吸附剂(MEA 浸渍或分子筛杂化用于燃烧后碳捕集)。

无烟煤滤料(1)

煤源滤料,用于市政水处理、泳池过滤、工业循环冷却水中多介质重力与压力过滤器的上层。粒度 0.8–2.5 mm,堆积密度 0.7–0.9 g/cm³——比砂密度低使其在反洗床层流化分层时停留在顶部。

硅藻土助滤剂(1)

硅藻土(煅烧或助熔煅烧)用作食品/饮料澄清(啤酒、葡萄酒、果汁)、医药与化工过滤、矿物处理的助滤剂。预涂 0.5–1.5 kg/m² 构建过滤饼;连续运行中助滤添加保持透过性。食品级硅藻土必须符合 FDA / 欧盟 1% 以下结晶硅含量。

无机滤料与承托介质 —— 石英砂 / 锰砂 / 沸石 / 陶瓷球(4)

GAC 与无烟煤下方的矿物滤料层。石英砂(SiO₂ ≥99%)是多介质滤池主滤层。锰砂(MnO₂ ≥35%)催化地下水除铁除锰。斜发沸石(CEC 130-180 meq/100g)用于市政污水深度处理和水产养殖水的氨氮精除。粒径分级陶瓷球(3-50 mm,Al₂O₃ 17-92%)铺在底部作承托与反冲洗布水层。河南平顶山与河北灵寿矿源占中国出口主流。

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石英砂滤料

CAS: 14808-60-7

石英砂滤料(SiO₂ ≥99%)是双层 / 多层重力或压力滤池的标准主滤层。圆粒硅砂按目数(16-30、8-16、4-8)分级,通过机械截留与孔隙吸附去除悬浮物。河南平顶山与河北灵寿矿源占中国出口主流——化学惰性、耐磨、NSF/ANSI 61 饮用水级。

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锰砂滤料(除铁除锰)

CAS: 1313-13-9

锰砂(天然软锰矿包覆石英,MnO₂ ≥35%)是地下水、井水、地表水除铁除锰的催化滤料。MnO₂ 涂层催化溶解态 Fe²⁺ 和 Mn²⁺ 氧化为不溶性 Fe(OH)₃ 和 MnO₂,截留在床层中。主产河南平顶山与广西矿,按 MnO₂ 含量(≥35%、≥45%)和目数分级。

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斜发沸石滤料(除氨氮与软化)

天然斜发沸石是水合铝硅酸盐(Si/Al ~5),阳离子交换容量高(CEC 130-180 meq/100g),对 NH₄⁺、Cs⁺、Pb²⁺、Ca²⁺ 有选择性。用作市政污水三级处理、水产养殖水的氨氮去除精滤料,以及替代或辅助离子交换树脂的软化介质。中国主要矿源在河南、吉林、浙江。

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陶瓷过滤球(承托与布水介质)

陶瓷球是高铝(Al₂O₃ 17-23% 标准;75%+ 高铝)烧结陶瓷球,用作过滤床层下方的承托与布水介质。按粒径分层(大球在下、小球在上)铺在布水板上方,防止细滤料漏入下集水支管,反冲洗时均匀布水,并为上方床层提供结构承托。规格 3 mm 到 50 mm。GAC、无烟煤、石英砂、多介质滤池标配。

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进口牌号等效中国型号对照

等效仅供初筛,实际项目以 TDS 验证为准。

国际品牌牌号中国等效型号主要国内厂家
Calgon Carbon F400(煤基 GAC,碘值 1050)煤基 GAC 碘值 ≥1000 mg/g巩义市净水材料厂家集群、山西新华化工、宁夏华辉
Calgon Carbon F300(煤基 GAC,碘值 950)煤基 GAC 碘值 ≥900 mg/g宁夏华辉、山西大同、山西新华化工
Cabot Norit ROW 0.8 Supra(煤基 GAC)煤基 GAC 目数 8×30,碘值 950巩义市集群、山西阳泉
Calgon Carbon AquaCarb(催化型)催化型煤基 GAC 碘值 ≥850 mg/g宁夏华辉、山西大同、福建源升
椰壳 GAC(Jacobi、Haycarb)椰壳 GAC 碘值 ≥1100 mg/g、硬度 ≥98%福建源升、海南椰壳、山东元拓
无烟煤滤料(Pure Aqua、Northern Filter)无烟煤滤料 0.8–1.6 mm,硬度 ≥7宁夏华辉、河南巩义市集群、河北邯郸
Celite 545(Imerys 煅烧硅藻土)煅烧硅藻土助滤剂 545 等效嵊州市旭日、浙江嘉善硅藻土
Celite 503(Imerys 助熔煅烧硅藻土)助熔煅烧硅藻土助滤剂嵊州市旭日、浙江嘉善硅藻土
Calgon SR-Plus(金矿 CIP)椰壳金矿级活性炭,硬度 ≥99%福建源升、山东元拓
Norit GAC 1240(糖厂脱色 PAC)糖厂级 PAC 碘值 ≥1000、脱色 ≥18 mL/g宁夏华辉、山西新华化工
3M Filtersorb(PFAS 修复)活性炭(PFAS 级,土壤/地下水)宁夏华辉、山西大同(专用级别)

常见问题

颗粒活性炭 GAC vs 粉末活性炭 PAC,怎么选?

连续固定床接触(饮用水过滤、工业柱吸附)选 GAC,床深与反洗是关键。批次接触 + 过滤(糖厂脱色、饮用水应急味嗅控制、点源处理)选 PAC,接触时间短且单次使用即弃。

GAC 目数(典型 8×30 = 0.6–2.4 mm)针对深床低压差工程化。空床接触时间(EBCT)8–15 分钟在表面速度 5–15 m/h 是饮用水标准;床运行 1–3 年后再生(800°C 热活化)。PAC 粒度(典型 200–325 目 = 45–75 μm)吸附动力学快 5–10 倍——接触时间 30–60 分钟最大(混合罐)理想,但粉末难回收通常单次使用。成本对比:PAC $1.0–2.0/kg vs GAC $1.5–3.0/kg 看起来 PAC 占优,但考虑再生经济性——10 年寿命中再生 3 次的 GAC 床累积成本 $4–6/kg,PAC $1.5/kg/次但每批需重新投加。净成本性价比取决于水质目标与处理量。

碘值是什么?我需要多少?

碘值测量活性炭从溶液吸附碘的容量,单位 mg I₂/g 炭。与微孔体积(10–20 Å 孔)相关,是活性炭性能筛选的标准参数。多数饮用水规格要求 ≥900 mg/g;高端金矿与医药规格要求 ≥1100 mg/g。

ASTM D4607-94 规定测试方法:1 g 活性炭接触 100 mL 标准碘溶液,过滤后测残余碘。碘值越高意味着微孔越多,对小分子(氯、味嗅物、低分子量有机物)吸附容量越大。碘值不预测大分子吸附性能(腐殖酸、色素)——后者用亚甲蓝值(MBN,指示中孔体积)或糖蜜值。煤基 GAC 典型碘值 900–1100 mg/g;椰壳碳更高(1050–1300 mg/g)适合金矿。糖厂脱色用木质炭优先中孔率而非碘值。

煤基 vs 椰壳活性炭,什么时候用哪种?

煤基用于水处理、工业气体吸附、通用有机物去除(性价比基准)。椰壳用于金矿(硬度关键)、医药/电子级(低灰、低金属)、食品饮料(中性口感)。木质用于糖厂脱色与染料去除(大中孔)。

煤基 GAC 微孔体积更高(占总孔体积 60–80%),是每公斤吸附容量最低成本选项。烟煤 GAC 主导水处理市场。椰壳 GAC 机械硬度更高(96–99% vs 煤基 92–95%)——金矿柱必备,碳通过泵叶轮与解析柱循环 50+ 次而磨耗损失不大。灰分也更低(典型 2–5% vs 煤基 8–15%)——医药、食品、电子级应用关键(灰会浸出金属进入产品)。木质碳(蒸汽活化木炭)孔径分布更宽,30–40% 中孔体积——适合糖蜜澄清、果汁脱色、染料厂废水中较大分子吸附。

多介质滤池怎么设计?

标准 3 介质饮用水滤池:上层 60 cm 无烟煤(1.0–1.5 mm)+ 中层 30 cm 石英砂(0.5–0.8 mm)+ 底层 15 cm 石榴石(0.3 mm)。滤速 5–10 m/h,反洗周期 24–72 小时。有效粒径 0.45–1.5 mm;均匀系数 <1.6。

床层流化反洗分层保持无烟煤在顶部(密度 0.7 g/cm³)、石榴石在底部(密度 4.0 g/cm³)——密度梯度允许多介质床深度过滤(粗粒顶部捕大絮、细粒底部精修)。反洗速度 25–40 m/h(10–25% 床膨胀)持续 5–10 分钟是典型值。运行时间按水头损失(介质替换当 ΔP 超过 1.5–2.5 m 水柱)或穿透(残余浊度 0.3 NTU 以上)测量。无烟煤 + 砂 + 石榴石是 AWWA 标准 3 介质设计;AWWA 标准 2 介质仅无烟煤 + 砂。高铁锰水,底层石榴石替换为绿砂(KMnO₄ 涂层沸石)或软锰矿。EBCT 5–15 min 对地表水典型;地下水可短至 3–8 min。

为什么用无烟煤滤料而不只是砂?

无烟煤密度更低(0.7 g/cm³ vs 砂 2.65 g/cm³),在反洗床层流化分层时停留在顶部,构成深度过滤。粒度更大(1.0–2.5 mm vs 砂 0.5–0.8 mm)捕获大絮体而不快速积累水头损失,延长滤池运行时间。

单介质砂滤池在反洗时细粒上移、粗粒下沉——和深度过滤需要的恰好相反。砂表面 1 cm 立即堵塞,水头损失快速积累,滤池运行短(8–12 小时),反洗频次高。加无烟煤上层逆转表面梯度:大絮体被 60 cm 无烟煤全深度捕获(而非仅 1 cm 砂表面),滤池运行延长至 24–72 小时,反洗水量降 30–50%。无烟煤 + 砂组合现在是 AWWA 市政饮用水标准。无烟煤规格:硬度莫氏 ≥7(抗反洗磨耗)、低灰(≤8%)、堆积密度 0.7–0.9 g/cm³。

什么时候用硅藻土助滤剂?

过滤低固高清液体时用硅藻土助滤剂(DE / Celite 等效)——啤酒/葡萄酒/果汁澄清、医药与化工过滤、泳池终端精修。在叶片或板框过滤器上预涂 0.5–1.5 kg/m²,连续运行中助滤添加保持透过性。

硅藻土是化石硅藻骨架硅(典型 85–95% SiO₂)在 1000°C 煅烧或 1100°C 钠盐助熔煅烧,形成特征性精细孔结构(90% 孔隙率,颗粒 5–50 μm)。作为深度助滤剂——预涂构建饼物理捕集悬浮固体而不堵塞。运行中助滤添加保持饼透过性当固体积累。终点是过滤压差升高;废饼倒掉后重新预涂。Imerys Celite 545(煅烧)与 Celite 503(助熔煅烧)是全球基准。食品级硅藻土必须 ≤1% 结晶硅(方石英,1 类致癌物),按 FDA / 欧盟 GRAS / 食品法典委员会要求。啤酒酿造商每百升用 100–500 g DE;糖精炼每吨糖用 500–1500 g。

金矿用活性炭与水处理级有什么区别?

金矿级是椰壳基,硬度 ≥98%,目数 6×12(颗粒更大),针对 CIP(炭浆法)或 CIL(炭浸法)回路中多次循环通过泵叶轮与解析柱设计,磨耗损失小。水处理 GAC 92–95% 硬度在 5–10 次循环后崩解。

金矿 CIP/CIL 处理中,活性炭从浸出矿浆中吸附金氰化络合物(Au(CN)₂⁻),泵到解析罐用热碱剥金供下游电积,然后炭酸洗+热再生回循。一批炭经历 50–100 次循环,6–18 个月使用寿命。机械硬度是关键——软炭磨损进矿浆,作为细粒丢失。椰壳 GAC 硬度 98–99%(ASTM D3802-79 球盘耐磨测试),烟煤 GAC 92–95%。标准金矿级规格:硬度 ≥98%,目数 6×12(1.7–3.4 mm),碘值 ≥1100 mg/g,灰分 ≤3%,水分 ≤5%。Calgon SR-Plus、Haycarb GoldStream、Norit ROW Gold 是全球基准;福建与海南的国产椰壳 GAC 已抢占市场份额。

滤料可以再生吗?什么时候再生比换料划算?

GAC 可热再生 3–5 次循环(800°C 蒸汽,每次质量损失 5–15%);无烟煤与石英砂不可再生但换料前可用 5–10 年。废活性氧化铝可再生 100+ 次循环。废硅藻土单次使用。

废 GAC 热再生在集中设施(Calgon Carbon、Cabot、Jacobi、ResinTech 运营北美再生厂;中国再生集中在河北、宁夏、山西)——炭在 800°C 蒸汽气氛烧成,挥发吸附有机物并重新打开孔结构。每次循环通过结构塌陷损失原容量 5–15%;3–5 次循环后炭过脆不再可用,作非危废处置(再生窑后燃烧器氧化挥发性有机物)。经济性:新 GAC 成本 $1.5–3.0/kg;再生 $0.7–1.2/kg,当到再生厂运输距离合理(<500 km)时划算。无烟煤与石英砂不能再生——它们不吸附化学物质,只深度过滤。床层永久性微粒堵塞导致透过性下降时换料(典型 5–10 年)。

NSF/ANSI 61 认证是什么?为什么重要?

NSF/ANSI 61 是饮用水系统组件的北美标准——验证材料不在处理水中浸出毒物(铅、砷、BTEX 等)超过 EPA / WHO 饮用水限值。多数美加市政强制要求,欧盟与亚太饮用水规格推荐。

测试方法:将活性炭(或滤料)安装在典型过滤配置中,用 NSF 规格模型水在 50°C 下处理 30 天,测量约 30 个监管参数的浸出浓度。通过阈值是 EPA 饮用水 MCL 的 < 10%。NSF 认证产品带 NSF 标志与证书号——美国饮用水采购订单强制要求,加拿大卫生部饮用水规格强制,欧盟饮用水招标越来越要求。2018–2025 年间国产 GAC 与无烟煤越来越多获 NSF 认证(厂家初始 NSF 认证费 $30k–60k 加年费)。非饮用水应用(工业废水、矿山、气体过滤)不需要 NSF/ANSI 61,标准 COA / RoHS / REACH 化学纯度测试即可。

国产活性炭价格与 Calgon、Cabot、Jacobi 比怎么样?

国产 GAC 与无烟煤 CIF 价比国际品牌等效牌号低 40–60%,大宗水处理 GAC 差距最大,NSF 认证饮用水级与高规格金矿级椰壳碳差距收窄。

一线中国厂家(宁夏华辉、山西新华化工、河南巩义集群)的大宗煤基 GAC(碘值 1000 mg/g,目数 8×30)CIF 价约 $1.0–1.8/kg,对比 Calgon F400 或 Cabot Norit ROW $2.5–3.5/kg。2018 年以来品质已收敛——中国厂家运营连续回转窑活化炉与凝胶级品控匹配西方规格。NSF/ANSI 61 认证饮用水级,差距收窄至 20–30%(中国 $2.0–2.5/kg vs 西方 $3.0–3.5/kg)。金矿椰壳 GAC(硬度 ≥98%、碘值 ≥1100、目数 6×12)差距进一步收窄至 15–25%(合格中国厂家仅 2–3 家:福建源升、山东元拓为主)。特种 CO₂ 捕集或 PFAS 吸附剂级别,西方品牌保持技术领先。

可以提供哪些文件——COA / MSDS / TDS / NSF 证书?

提供 COA、SDS/MSDS、TDS 三份标配文件。饮用水级别有 NSF/ANSI 61 证书;食品接触合规函(糖厂级按 FDA 21 CFR 173.20、硅藻土按 FDA 21 CFR 184.1366)可应要求提供。

活性炭 COA 包含:碘值(mg/g)、亚甲蓝值、水分、灰分、堆积密度、粒度分布、目数级份、硬度(ASTM D3802)、浆料 pH、重金属总量(按 AWWA / EPA 限值测 As、Pb、Hg、Cd)。SDS 按 GHS 第 7 修订版 / 欧盟 CLP 格式编制,提供英文、中文、西班牙文、德文版本。TDS 涵盖碘值-容量相关性、预期使用寿命计算、再生建议、包装与储存。饮用水级强制需要 NSF/ANSI 61 证书附认证厂家编号与产品标识。糖厂 / 食品级炭额外提供 FDA 21 CFR 173.20(活性炭作食品吸附剂)合规函。硅藻土对应 FDA 21 CFR 184.1366(食品级硅藻土 GRAS 状态)合规。

MOQ 与包装是多少?

起订样品 5–10 kg;活性炭与无烟煤标准商业 MOQ 500 kg,硅藻土 200 kg。包装:25 kg PE 内衬编织袋(最常见)、500–600 kg 吨袋、25 t 散装柜。

活性炭在原 PE 内衬编织袋密封、30°C 以下干燥环境储存条件下保质期 2 年。炭吸附环境水汽——开包后需在 30–60 天内使用以保持最佳容量。无烟煤滤料干燥储存条件下无限保质期。硅藻土助滤剂在原密封包装下保质期 5+ 年(已是全烧成陶瓷粉)。集装箱经济性:20 尺柜装活性炭约 24 t(密度低)、无烟煤 25 t、硅藻土 18 t(孔隙最大密度最低)。海运时间亚-欧 4-5 周、亚-北美 3-4 周、亚-印度 10-15 天、亚-东南亚 5-7 天。非洲内陆或拉美港 FOB 报价标准;CIF / DDP 适用于稳定回头客。

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