Η επεξεργασία νερού με ενεργό άνθρακα είναι μια διαδικασία προσρόφησης κατά την οποία οι ακαθαρσίες παγιδεύονται στην επιφάνεια των σωματιδίων άνθρακα μέσω της προσρόφησης.
Τα σωματίδια ενεργού άνθρακα έχουν πορώδη μικροδομή με πολύ μεγάλη επιφάνεια.
Η αποτελεσματικότητα της προσρόφησης εξαρτάται από παραμέτρους όπως το μοριακό μέγεθος, το μέγεθος των πόρων, την επιφάνεια, τη συγκέντρωση σωματιδίων, τη θερμοκρασία και τον χρόνο επαφής.
Διαδικασία προσρόφησης
Η προσρόφηση είναι το φαινόμενο της συλλογής μορίων ή σωματιδίων σε μια στερεή επιφάνεια. Ένα "προσροφητικό" μπορεί να είναι οποιοδήποτε στερεό υλικό με θέσεις σύνδεσης στις οποίες μπορεί να συνδεθεί το προσροφητικό.
Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο εμπορικό προσροφητικό στην επεξεργασία νερού είναι ο ενεργός άνθρακας.
Εφαρμογές Ενεργού Άνθρακα στην Επεξεργασία Νερού
Το φιλτράρισμα ενεργού άνθρακα χρησιμοποιείται για:
Αφαίρεση γεύσης και οσμής από το νερό.
Μείωση των κινδύνων για την υγεία.
Πρόληψη βλάβης στις μεμβράνες αντίστροφης όσμωσης και στις ρητίνες ανταλλαγής ιόντων.
Τριτοβάθμια επεξεργασία λυμάτων.
Προεπεξεργασία βιομηχανικού νερού και πολλά άλλα.
Διαφορετικοί τύποι ενεργού άνθρακα μπορούν να αφαιρέσουν διαφορετικούς τύπους ρύπων:
Υπολείμματα χλωρίου από διεργασίες απολύμανσης-χλώριο ή χλωραμίνες και ορισμένα υποπροϊόντα απολύμανσης (DBPs), όπως τα τριαλομεθάνια (THMs). Οργανικές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων διαλυτών, φυτοφαρμάκων και βιομηχανικών απορριμμάτων.
Ορισμένα βαρέα μέταλλα, όπως ο μόλυβδος και...
Ωστόσο, τα φίλτρα ενεργού άνθρακα δεν μπορούν να εξαλείψουν βακτήρια, ιούς και μεταλλικά άλατα.
Τι το ιδιαίτερο έχει ο ενεργός άνθρακας;
Ο ενεργός άνθρακας είναι άνθρακας που έχει υποστεί επεξεργασία για να αυξηθεί η επιφάνειά του σε περίπου 1000 m²/g.
Η δομή του έχει ως αποτέλεσμα έναν πολύ μεγάλο αριθμό μικροσκοπικών πόρων μεταξύ των ατόμων άνθρακα, με αποτέλεσμα μια πολύ μεγάλη επιφάνεια.
Μερικά γραμμάρια (περίπου 5 γραμμάρια) ενεργού άνθρακα έχουν επιφάνεια ίση με αυτή ενός γηπέδου ποδοσφαίρου!
Ο ενεργός άνθρακας είναι υδρόφοβος και έχει ισχυρή συγγένεια με οργανικές ενώσεις και μη{0}}πολικούς ρύπους. Η προσρόφηση καθοδηγείται κυρίως από τις δυνάμεις van der Waals.
Πρώτες Ύλες Ενεργού Άνθρακα
Ο ενεργός άνθρακας διατίθεται σε πολλούς τύπους, ο καθένας με τις δικές του ειδικές ιδιότητες. Είναι κατασκευασμένο από μια ποικιλία πρώτων υλών υψηλής-περιεκτικότητας σε άνθρακα-, όπως:
Ορυκτός άνθρακας
Ξύλο
Κοχύλια καρύδας
Μπαμπού
Ο ενεργός άνθρακας πρέπει να έχει μεγάλο αριθμό μικροπόρων, κατανεμημένους κατάλληλα, για να προσροφήσει μόρια διαφορετικών μεγεθών.
Επιπλέον, πρέπει να περιέχει μεγαλύτερους πόρους για να διευκολύνεται η είσοδος μορίων στους μικρότερους πόρους.
Ως εκ τούτου, η διαδικασία παραγωγής πρέπει να ελέγχεται για να πληροί συγκεκριμένες απαιτήσεις κατανομής μεγέθους πόρων.
Μορφές Ενεργού Άνθρακα
Για επεξεργασία νερού,ενεργού άνθρακαέρχεται σε δύο κύριες μορφές:
Ενεργός άνθρακας σε σκόνη (PAC) – ένα θρυμματισμένο, αλεσμένο υλικό με τα περισσότερα σωματίδια να έχουν διάμετρο μικρότερη από 0,18 mm (80 mesh).
Κοκκώδης ενεργός άνθρακας (GAC) – ακανόνιστου σχήματος, τυπικά με διαμέτρους μεταξύ 0,2 και 1,5 mm.
Η διαδικασία επεξεργασίας νερού περιλαμβάνει την προσθήκη PAC στο νερό ή τη διέλευση νερού μέσω μιας κλίνης GAC.
Το PAC χρησιμοποιείται σε μονάδες επεξεργασίας νερού για τον έλεγχο της γεύσης και της οσμής ή/και την εξάλειψη της οργανικής ύλης.
Χρησιμοποιείται σε ξηρή σκόνη ή πολτό.
Ξηρή σκόνη – μετράται με χρήση εξοπλισμού τροφοδοσίας ξηρής σκόνης για δοσομέτρηση ξηρών υλικών. Είναι κατάλληλο για χαμηλή και σπάνια δοσολογία.
Ιλύς – μετριέται με δοσομετρική αντλία. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν οι προσθήκες PAC είναι συχνές και απαιτούνται υψηλές δόσεις.
Το GAC χρησιμοποιείται κυρίως ως φίλτρο μετα{0}}φιλτραρίσματος, μετά από συμβατικές διαδικασίες φιλτραρίσματος ή σε κοκκώδη φίλτρα μέσων όπου ένα τμήμα της κλίνης φίλτρου αντικαθίσταται από GAC.
Σε μια διαμόρφωση μετά{0}}φιλτραρίσματος, το φίλτρο GAC λαμβάνει νερό υψηλής ποιότητας{{1}, επειδή έχει ήδη περάσει από ολόκληρη τη διαδικασία επεξεργασίας.