فیلتر کربن اکتیو از جمله فیلترهای اصلی دستگاه تصفیه آب محسوب میشود که در مرحله دوم فرایند تصفیه آب قرار دارد. این فیلتر با آزادسازی یون های مثبت و منفی باعث حذف کلر از آب آشامیدنی میشود. دارای رنگ پوستهی سفیدی بوده و مواد کربن آن از زغال سنگ یا زغال چوب ساخته شده است که طی فرایندی پیچیده به کربن اکتیو با منافذ بسیار ریز تبدیل میشود. زمان تعویض آن با توجه به مصرف و میزان آلودگی آب منزلتان، هر 4 الی 6 ماه است.
هدف از این مطلب، توضیح عملکرد این فیلتر نیست. بلکه میخواهیم درباره کربن فعال و ویژگی های آن صحبت و بررسی کنیم تا متوجه شویم این ترکیب از چه ساختاری برخوردار است که باعث حذف مواد شیمیایی از آب، خصوصا کلر میشود.
تفاوت کربن اکتیو موجود در فیلتر با کربن معمولی
کربن اکتیو دارای ویژگی های خاصی است که از آن در فیلتر تصفیه آب، بجای کربن معمولی استفاده میشود. درواقع کربن اکتیو ظرفیت جذب بیشتری نسبت به کربن معمولی دارد که این باعث شدهبیش از 2500 کاربرد تجاری داشته باشد. اکثر کارخانه های فاضلاب از کربن برای تصفیه آب و هوای خروجی از تاسیسات استفاده میکنند.
کربن فعال یک ماده جاذب جامد خنثیست که معمولاً برای حذف آلاینده های مختلف و محلول در آب و فرایند جریان های فاز گاز استفاده میشود. این کربن را میتوان تقریباً از هر ماده اولیه حاوی کربن، از جمله پوسته نارگیل و اعضای خانواده زغال سنگ تولید کرد.
کربن اکتیو متخلخل، ارزان و به آسانی برای استفاده به عنوان جاذب در دسترس میباشد؛ به طوری که سطح وسیعی را برای حذف آلاینده ها فراهم میکند. کربن اکتیو به دلیل ویژگی های کمیاب خود، دارای توانایی استثنایی در جذب آلایندههای محلول در آب است.
کربن اکتیو
کربن اکتیو که با عنوان زغال فعال نیز شناخته میشود یکی از ترکیبات اصلی در فیلتر دستگاه های تصفیه آب است. این کربن، شکل خامی از گرافیت است که نوع زغال چوب فعال، قویترین نیروهای جذب فیزیکی یا بالاترین حجم تخلخل جذب را در بین مواد دارد. کربن فعال از بسیاری از مواد حاوی محتوای کربن بالا مانند زغال سنگ، پوسته نارگیل و چوب ساخته میشود. البته لازم به ذکر است که مادهی خامی که در تولید آن استفاده میشود، تأثیر بسیار زیادی بر ویژگی ها و عملکرد آن دارد.
به طور کلی کربن اکتیو به سه صورت وجود دارد که در ادامه به هرکدام از آنها میپردازیم:
1.کربن اکتیو گرانولی GAC در فیلتر تصفیه آب
از انواع کربن اکتیو یا فعال میتوان به نوع گرانولی یا GAC اشاره کرد. این نوع هم در فاز مایع و هم گاز استفاده شده و در فیلتر کربن اکتیو دستگاه تصفیه آب نیز بکار گرفته میشود. این نوع کربن دارای ذرات نامنظم با اندازه های 0.2 تا 5 میلیمتر است که میتواند آلاینده هایی با غلظت کمتر از حد تشخیص تحلیلی را حذف نماید.
گرانول هایی که اندازه های بزرگی دارند برای کنترل سولفید هیدروژن فاضلاب شهری و سایر بوها استفاده میشوند. این اشکال نسبتاً بزرگ کربن اکتیو باعث میشوند تا جریان های گاز بدون ممانعت از بسترهای کربنی عبور کنند. در نتیجه انرژی لازم برای استفاده از فن ها به جهت دمیدن جریان های گاز در بسترهای تنگ کاهش مییابد.
علاوه بر آن، کربن های معمولی و کاتالیزوری برای کنترل بوی هیدروژن سولفید نیز بکار گرفته میشوند. کربن های کاتالیزوری با اکسیداسیون، سولفید هیدروژن را به اسید سولفوریک تبدیل میکنند. اسید سولفوریک روی این کربن کاتالیزوری با آب شسته شده و بارها مورد استفاده قرار میگیرد.
2.کربن فعال پودری PAC
از دیگر کربن های اکتیو، PAC میباشد که اگرچه در فیلتر های دستگاه تصفیه آب استفاده نمیشود اما در فرایند تصفیه آب شهری یکی از نقش های اصلی را دارد. اندازه غالب کربن پودر شده کمتر از 0.18 میلیمتر است و عمدتاً به صورت مایع و برای تصفیه گازهای دودکش استفاده میشود. ذرات آن از کربن فعال دانهای میلیمتری آسیاب میشوند و در مقایسه با کربن هایی با اندازه ذرات بزرگتر، سریعتر عمل کرده و ظرفیت بیشتری برای حذف آلاینده ها دارند.
از PAC در فرایند تصفیه آب شهری میتوان برای مواردی مانند پاکسازی شکوفایی جلبک ها و نشت های صنعتی که آب های ورودی شهری را آلوده میکند، استفاده کرد. برای حذف این آلاینده ها، کربن اکتیو پودری را به واحد تهنشینی فرآیند شفافسازی اضافه میکنند.
3.کربن فعال اکسترود شده EAC
این نوع کربن در فیلتر کربن اکتیو دستگاه تصفیه آب کاربرد ندارد. ذرات EAC استوانهای شکل با قطرهای 0.8 تا 5 میلیمتر هستند. به دلیل افت فشار کم، استحکام مکانیکی بالا و محتوای گردوغبار کم استفاده میشوند.
کاربرد کربن فعال
انواع مختلف کربن اکتیو برای کاربردهای تخصصی مختلف استفاده میشود که یکی از آنها در فیلتر تصفیه آب است. همانطور که پیشتر ذکر کردیم، کربن فعال انواع مختلفی دارد. هر کدام از این نوع ها با توجه به ساختاری که دارند، دارای کاربردهای متفاوتی نیز میباشند. انتخاب صحیح نوع کربن فعال و اندازه آن بستگی به کاربرد و آلایندههایی دارد که قصد حذف آن را دارید.
کاربردهای رایج کربن فعال عبارت اند از
- حذف ترکیبات آلی فرار مانند بنزن، TCE و PCE
- سولفید هیدروژن (HS) و حذف گازهای زائد
- کربن اکتیو آغشته شده به عنوان بازدارنده باکتری در فیلترهای آب آشامیدنی استفاده میشود.
- حذف طعم و بوی ترکیباتی مانند MIB و ژئوسمین
- بازیابی طلا
- حذف کلر و کلرامین
