احیای کربن فعال از مهم ترین اقدامات در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب می باشد که کارایی تجهیزاتی از قبیل فیلتر کربنی را تا حد نسبتا زیادی بهبود می دهد. روش های مورد استفاده در این زمینه همگی با هدف کاهش آلاینده های انباشته شده بر روی سطح و منافذ کربن فعال صورت گرفته و مجموعه ای از روش های فیزیکی و حرارتی، شیمیایی و بیولوژیکی را شامل میشود. گروه صنعتی هفت در ادامه به معرفی ویژگی ها و نحوه فعال سازی کربن اکتیو را بررسی نموده و مزایا و معایب هر یک را شرح خواهد داد.
آنچه در این مطلب می خوانید:
احیای کربن فعال حرارتی
از قدیمی ترین روش ها برای فعال سازی مجدد کربن اکتیو و از بین بردن مواد انباشته شده بر روی آن، حرارت دهی کربن با دمای بیش از 800 درجه سانتی گراد می باشد. این شیوه احیا در گروه روش های فیزیکی قرار داشته و در کوره های چند طبقه انجام میشود. با توجه به اینکه از گازهای بی اثر برای این منظور استفاده میشود، حجم بسیار زیادی از مواد آلاینده موجود روی کربن از بین خواهد رفت. مساله بسیار مهم درباره این روش احیا، کاهش 2 تا 5 درصدی کربن در حین انجام فرآیند احیا می باشد.
علاوه بر حرارت دهی با گازهای بی اثر در دمای بالای 800 درجه سانتی گراد، از بخار آب نیز برای حذف آلاینده های روی کربن استفاده میشود. نقطه ضعف این روش ها ناتوانی از حذف کامل مواد آلاینده می باشد و به همین دلیل حرارتی دهی کاربرد بیشتری دارد.
مزایا و معایب احیای کربن اکتیو با حرارت
- احیاسازی کربن اکتیو با حرارت دادن در کوره هایی با دمای بالای 800 درجه سانتی گراد در شرایطی توجیه اقتصادی دارد که در طول روز حداقل 5 تا 6 تن کربن ورودی داشته باشد. در غیر این صورت بهتر است سایر روش ها انتخاب شوند.
- احیا با تبخیر مواد آلاینده را به طور کامل حذف نخواهد کرد و به منظور افزایش راندمان کربن در تصفیه آب و فاضلاب نیاز به احیا در بازه های زمانی نزدیک به هم خواهد بود که منجر به از بین رفتن حجم زیادی از کربن خواهد شد.
احیای کربن فعال شیمیایی
یکی از رایج ترین روش ها برای از بین بردن مواد انباشته شده در منافذ کربن اکتیو، شستشوی آنها با مواد شیمیایی و انواع حلال ها می باشد. اتانول، متانول، اسیدهای کربوکسیلیک و انواع استر و آمین ها از جمله مواد شیمیایی هستند که می توان برای این منظور استفاده نمود.
مزایا و معایب احیا کربن با مواد شیمیایی
- از مهم ترین مزایای این روش می توان به حذف کامل مواد آلاینده روی کربن اشاره نمود و به همین دلیل راندمان دستگاه پس از احیا افزایش زیادی پیدا خواهد کرد.
- بر خلاف روش های حرارتی، حلال های مورد استفاده در این روش باعث از بین رفتن کربن نخواهد شد.
- گران بودن قیمت حلال ها یکی از نقاط ضعف و معایب این روش می باشد. این مساله مخصوصا در شرایطی که مقدار کربن مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب یا آب بسیار زیاد باشد اهمیت بیشتری پیدا نموده و توجیه اقتصادی نخواهد داشت.
احیا کربن با روش های بیولوژیکی
از دیگر روش های احیا کربن فعال می توان به استفاده از فعالیت های بیولوژیکی اشاره نمود. در این روش بیو رآکتورها با حجم بالایی از میکروارگانیسم ها و لجن فعال در نظر گرفته شده و کربن فعال پس از قرار گرفتن در محفظه توری شکل وارد آن می شود. پس از گذشت زمان چند روزه حجم زیادی از مواد آلی و غیر آلی موجود در منافذ کربن توسط میکروارگانیسم ها مصرف شده و سطح کربن پاک سازی می گردد.
مزایا و معایب روش بیولوژیکی احیا کربن
- از مهم ترین و اصلی ترین مزیت این روش راندمان بالای آن بوده و درصد بسیار کمی از کربن ممکن است در این شیوه از بین برود.
- حذف آلاینده های روی کربن توسط میکروارگانیسم ها بسیار زمان بر بوده و این یک نقطه ضعف به شمار می رود.
- از نظر اقتصادی اجرای این روش برای محیط های بزرگ و صنعتی و احیای کربن با تناژ بالا توجیه اقتصادی ندارد.
علاوه بر موارد فوق، از کاتالیست ها نیز برای انجام فعالیت های الکتروشیمیایی برای احیای کربن اکتیو استفاده میشود که تنها در بخش های کوچک با مقدار کم کربن می تواند مقرون به صرفه باشد. از جمله کاتالیست های مورد استفاده در این زمینه می توان به اکسید منگنز اشاره نمود که در استفاده از آن برای مدت زمان طولانی در نهایت منجر به از بین رفتن حدود 53 درصد از کربن خواهد شد. به همین دلیل این روش کاربرد زیادی در صنعت نداشته و از سایر شیوه هایی که در طول متن به آن اشاره شد برای این منظور استفاده میشود.
