کربن اکتیو (activated carbon) یا کربن فعال به زغال یا موادی با پایه کربنی گفته میشود که با قرار گرفتن در شرایط دمایی خاص و استفاده از برخی مواد شیمیایی، فعال میشوند. با توجه به ایجاد سوراخ های ریز و درشت بر روی سطح کربن و قدرت بالای جذب آنها در مواجه شدن با مواد آلاینده، یکی از اصلی ترین کاربردهای کربن فعال در تصفیه آب می باشد. کربن های فعال شده به گونه های مختلف تولید و در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند. گروه صنعتی هفت؛ تولید کننده تجهیزات آب و فاضلاب در ادامه به کاربرد کربن فعال در تصفیه آب و روش های تهیه آن می پردازد.
کربن فعال یا کربن اکتیو چیست؟
زغال تولید شده در پوست نارگیل، چوب درختان یا مواد پلاستیکی و غیره در مواجه شدن با مواد شیمیایی مخصوص یا بخار آب در شرایط دمایی ویژه، اصطلاحا به کربن اکتیو تبدیل میشوند. پس از فعال شدن کربن روی سطح آنها سوراخ های ریز و در برخی مواقع درشت ایجاد شده و شرایط را برای حذف مواد معلق در آب و ترکیبات آلی فراهم می کنند. لازم به ذکر است که با توجه به نوع کربن فعال، روش های مختلفی برای حذف آلاینده های آب توسط آنها به کار می رود. به عنوان مثال، در روش های فیزیکی، کربن به عنوان فیلتر و صافی عمل نموده و ذرات بزرگ نمی توانند از سوراخ های ریز روی سطح کربن فعال عبور کنند. در برخی از مواقع نیز بستری از کربن اکتیو ایجاد شده و آب از روی آب عبور داده میشود. ترکیبات آلی و بسیار از مواد آلاینده موجود در آب با یون منفی به سمت کربن های فعال با بار الکتریکی مثبت جذب می گردند.
روش های تهیه کربن فعال
فعال سازی کربن در زغال چوب درختان میوه یا نارگیل و غیره در حالت کلی به دو روش انجام میشود که عبارتند از:
تهیه کربن اکتیو با روش شیمیایی
در این روش به موادی با پایه کربنی مانند زغال سنگ یا زغال چوب نیاز می باشد تا با مواد شیمیایی مخصوص ترکیب شده و در نهایت نوعی خمیر ایجاد گردد. پس از تهیه خمیر، لازم است در محیطی با 500 تا 800 درجه سانتی گراد حرارت داده شود. مهم ترین ویژگی کربن فعال تولید شده در این روش، ایجاد سوراخ های درشت روی سطح زغال می باشد، اما در سایر روش های تولید کربن اکتیو منافذ ریزتر هستند. نوع مواد شیمیایی و فعال ساز به کار رفته در این روش ممکن است اسیدی یا قلیایی باشد از قبیل اسید سولفوریک و کربنات پتاسیم و سدیم که با توجه به نوع زغال اولیه می توان گزینه های مناسب را انتخاب نمود.
تهیه کربن فعال با روش فیزیکی
از رایج ترین شیوه های تهیه کربن اکتیو می توان به روش های فیزیکی اشاره نمود که در آن ابتدا زغال اولیه ایجاد می گردد. برای فعالسازی کربن این مواد لازم است در دمای 800 تا 1100 سانتی گراد همراه با بخار و اکسیژن هوا حرارت داده شوند. پس از حرارت دهی زغال در این شرایط دمایی، سوراخ و منافذ ریزی روی سطح آن ایجاد میگردد که در جذب مواد آلاینده موجود در آب بسیار موثر می باشند. لازم به ذکر است که مرغوب ترین نوع کربن اکتیو برای تصفیه آب، موادی هستند که به روش فیزیکی فعال سازی در آنها صورت گرفته است.
انواع کربن فعال
نوع کاربرد کربن فعال در تصفیه آب بر اساس شکل ظاهری و ساختار کلی کربن انتخاب میشود. در حالت کلی کربن اکتیوهای مورد تصفیه آب در دو گروه پودری و گرانولی مورد استفاده قرار میگیرند که هر یک دارای خواص و ویژگی های خاصی هستند که عبارتند از:
کربن فعال پودری PAC
همان طور که از نام این گروه از کربن فعال ها مشخص است، شکل ظاهری آنها پودر می باشد. ذرات موجود در این نوع کربن اکتیو حدود 0.18 میلیمتر ابعاد داشته و گزینه ای مناسب برای تصفیه آب توسط فیلتر کربنی به شمار می روند. از مهم ترین ویژگی های این نوع کربن فعال در تصفیه آب می توان به قدرت جذب بسیار بالای مواد آلاینده در آنها نسبت به نوع گرانولی اشاره نمود. همچنین لازم به ذکر است که این نوع کربن اکتیو نه تنها در تصفیه آب به کار می رود، بلکه در تصفیه هوا، صنایع غذایی و کارخانجات تولید مواد آرایشی و بهداشتی و داروسازی نیز به دلایل مختلف از آن استفاده میشود.
کربن فعال گرانولی GAC
کربن فعال گرانولی یا بلاکی به دانه های درشت از کربن های فعال شده به روش های شیمیایی و فیزیکی گفته میشود که در اثر ذرات آب از آن، بسیاری از آلاینده ها حذف می گردند. به عبارت دیگر، این نوع کربن فعال می تواند نقش فیلتر را در تصفیه آب ایفا کند. در برخی از مواقع ذرات و بلاک های کربن شبیه به میله هستند و کاربردی مشابه با نوع گرانولی دارند. علاوه بر کاربرد کربن فعال در تصفیه آب، می توان از آن برای گند زدایی و تصفیه فاضلاب نیز استفاده نمود.
کربن اکتیو چطور در تصفیه آب عمل می کند؟
با توجه به اینکه در فرآیند تصفیه آب از چه تجهیزاتی استفاده میشود، نحوه حذف آلاینده ها توسط کربن اکتیو در آنها متفاوت است. از رایج ترین تجهیزات به کار رفته در صنعت تصفیه آب می توان به فیلتر کربنی اشاره نمود که بر پایه جذب مواد آلاینده توسط ذرات کربن اکتیو عمل می کنند. عبور آب از فیلتر کربنی باعث میشود تا آلاینده هایی که منجر به تغییر رنگ و بو آب شده اند به بدنه فیلتر چسبیده و آب تصفیه شده از آن خارج گردد. البته لازم به ذکر است که در فیلتر کربنی به منظور تصفیه بهتر آب، همزمان از بسترهای سیلیس نیز استفاده می گردد.
در تصفیه خانه بزرگ در اغلب مواقع از بستر کربنی استفاده میشود. عبور آب از روی بستر کربنی باعث میشود مواد آلاینده و ترکیبات آلی با یون منفی به سمت کربن های دارای بارالکتریکی مثبت جذب شوند و روی سطح کربن قرار گیرند. در نتیجه حجم زیادی از مواد آلاینده موجود در آب حذف می شوند. لازم به ذکر است که کربن اکتیو در تصفیه آب باعث میشود تا میکروارگانیسم ها و میکروب ها که منجر به تغییر رنگ و بو آب میشوند از بین بروند.
کاربرد کربن فعال
علاوه بر کاربرد کربن اکتیو در تصفیه آب، فیلترهای کربنی یا بستر کربنی را می توان در سایر صنایع برای تصفیه استفاده نمود. از جمله کاربردهای کربن اکتیو می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حذف بو و رنگ و مواد آلاینده در تصفیه آب
- بهبود رنگ و طعم آبمیوه ها در کارخانجات تولید مواد غذایی
- تصفیه هوا
- جداسازی کربوهیدرات ها در صنایع شیمیایی
- استفاده در آفت کش های کشاورزی و باغبانی
- استفاده در صنایع مختلف از قبیل چرم سازی، بازیافت طلا، بازیافت حلال
طراحی و تولید فیلتر کربنی
گروه صنعتی هفت از بزرگترین و قدیمی ترین تیم های تولیدکننده تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب می باشد که تنوع گسترده ای در محصولات آن وجود دارد. یکی از کاربردی ترین محصولات تولید شده توسط این مجموعه، فیلترکربنی می باشد که برای تصفیه خانه های بزرگ صنعتی کاربرد دارد. برای اطلاع از ویژگی های این محصول و استعلام قیمت، کارشناسان گروه صنعتی هفت از طریق راه های ارتباطی ذکر شده در پایین صفحه آماده ارائه مشاوره رایگان می باشند.
