Uzdatnianie wody za pomocą węgla aktywnego to proces adsorpcyjny, podczas którego zanieczyszczenia są wychwytywane na powierzchni cząstek węgla w wyniku adsorpcji.
Cząstki węgla aktywnego mają porowatą mikrostrukturę o bardzo dużej powierzchni.
Skuteczność adsorpcji zależy od parametrów, takich jak wielkość cząsteczki, wielkość porów, pole powierzchni, stężenie cząstek, temperatura i czas kontaktu.
Proces adsorpcji
Adsorpcja to zjawisko gromadzenia się cząsteczek lub cząstek na stałej powierzchni. „Adsorbentem” może być dowolny materiał stały posiadający miejsca wiązania, z którymi może wiązać się adsorbat.
Najczęściej stosowanym adsorbentem handlowym w uzdatnianiu wody jest węgiel aktywny.
Zastosowania węgla aktywnego w uzdatnianiu wody
Filtrację węglem aktywnym wykorzystuje się do:
Usuwanie smaku i zapachu wody.
Zmniejszanie zagrożeń dla zdrowia.
Zapobieganie uszkodzeniom membran odwróconej osmozy i żywic jonowymiennych.
Trzeciorzędowe oczyszczanie ścieków.
Wstępne uzdatnianie wody przemysłowej i nie tylko.
Różne rodzaje węgla aktywnego mogą usuwać różne rodzaje zanieczyszczeń:
Pozostałości chloru z procesów dezynfekcji-chlor lub chloraminy oraz niektóre produkty uboczne dezynfekcji (DBP), takie jak trihalometany (THM). Związki organiczne, w tym rozpuszczalniki, pestycydy i odpady przemysłowe.
Niektóre metale ciężkie, takie jak ołów i...
Jednak filtry z węglem aktywnym nie są w stanie wyeliminować bakterii, wirusów i soli mineralnych.
Co jest takiego specjalnego w węglu aktywnym?
Węgiel aktywny to węgiel, który został przetworzony w celu zwiększenia jego powierzchni do około 1000 m²/g.
Jego struktura powoduje, że pomiędzy atomami węgla znajduje się bardzo duża liczba drobnych porów, co skutkuje bardzo dużą powierzchnią.
Kilka gramów (około 5 gramów) węgla aktywnego ma powierzchnię równą powierzchni boiska do piłki nożnej!
Węgiel aktywowany jest hydrofobowy i ma silne powinowactwo do związków organicznych i-polarnych substancji zanieczyszczających. Adsorpcja jest napędzana głównie przez siły van der Waalsa.
Surowce z węglem aktywnym
Węgiel aktywowany występuje w wielu rodzajach, każdy z nich ma swoje specyficzne właściwości. Jest wytwarzany z różnych surowców-o wysokiej zawartości węgla-, takich jak:
Węgiel mineralny
Drewno
Skorupy kokosa
Bambus
Węgiel aktywowany musi posiadać dużą liczbę odpowiednio rozmieszczonych mikroporów, aby adsorbować cząsteczki o różnej wielkości.
Ponadto musi zawierać większe pory, aby ułatwić wejście cząsteczek do najmniejszych porów.
Dlatego proces produkcyjny musi być kontrolowany, aby spełnić określone wymagania dotyczące rozkładu wielkości porów.
Formy węgla aktywnego
Do uzdatniania wody,węgiel aktywnywystępuje w dwóch głównych postaciach:
Sproszkowany węgiel aktywny (PAC) – rozdrobniony, zmielony materiał, w którym większość cząstek ma średnicę mniejszą niż 0,18 mm (80 mesh).
Granulowany węgiel aktywny (GAC) – o nieregularnym kształcie, zazwyczaj o średnicy od 0,2 do 1,5 mm.
Proces uzdatniania wody polega na dodaniu PAC do wody lub przepuszczeniu wody przez złoże GAC.
PAC stosuje się w stacjach uzdatniania wody w celu kontroli smaku i zapachu i/lub eliminacji substancji organicznych.
Stosuje się go w postaci suchego proszku lub zawiesiny.
Suchy proszek – dozowanie za pomocą urządzeń do podawania suchego proszku do dozowania materiałów suchych. Nadaje się do niskiego i rzadkiego dawkowania.
Gnojowica – dozowanie za pomocą pompy dozującej. Metodę tę stosuje się, gdy dodawanie PAC jest częste i wymagane są duże dawki.
GAC jest stosowany głównie jako filtr po-filtracji po konwencjonalnych procesach filtracji lub w filtrach z materiałem ziarnistym, gdzie część złoża filtracyjnego jest zastępowana przez GAC.
W konfiguracji po-filtracji filtr GAC otrzymuje wodę-wysokiej jakości, ponieważ przeszła już cały proces uzdatniania.