Cărbunele activ este unul dintre cele mai utilizate medii filtrante din lume. Majoritatea consumatorilor obișnuiți știu ce este un filtru de carbon, probabil cunosc ...

water

Cărbunele activ este unul dintre cele mai utilizate medii filtrante din lume. Cei mai mulți consumatori obișnuiți știu ce este un filtru de carbon, probabil că îi cunosc printr-un ulcior de frigider ieftin.

Dar, există mult mai mult în carbon decât lasă acel ulcior. Carbonul poate fi fabricat în mai multe moduri diferite și fiecare tip este cel mai potrivit pentru o aplicație diferită. Alegerea tipului corect poate face o diferență în durata de viață a carbonului și în eficiența sistemului. Tehnologiile de pretratare și chiar regenerarea carbonului vă pot afecta în mod semnificativ durata de viață. Construirea unui sistem bine gândit în jurul carbonului vă poate economisi timp și bani semnificativi și vă poate atinge mai bine obiectivele de filtrare.

Bazele carbonului

„Cărbunele activ este probabil unul dintre cele mai vechi medii de filtrare utilizate în procesul de filtrare. Începând cu 400 î.Hr., a fost utilizată pentru purificarea apei și îndepărtarea substanțelor chimice periculoase pentru sănătate și a mirosurilor neplăcute ”, spune Omitha Devendra, inginer de vânzări la Carbon Activated Corp.

Robert Potwora, director tehnic Carbon Resources și președinte al Comitetului Tehnic ASTM Internațional D28 pentru Carbon Activat, numește carbonul activ absorbantul universal.

Potrivit Jenalle Brewer, manager de marketing, produse de specialitate la Calgon Carbon Corporation; Andy McClure, manager de produs la Jacobi Carbons Inc; Potwora; iar carbonul Devendra este eficient în eliminarea multor contaminanți, inclusiv:

  • Clor rezidual și monocloramină
  • Gustul și mirosul cauzează contaminanți organici
  • Compuși organici volatili (COV)
  • Trihalometani (THM) și alte halocarburi
  • Compuși care perturbă endocrinele (produse farmaceutice, produse de îngrijire personală etc.)
  • Cloramină, hidrogen sulfurat și peroxid de hidrogen (eliminată de carbonii catalitici).

Datorită versatilității sale, carbonul poate fi utilizat în mai multe aplicații, potrivit experților noștri, pentru a purifica: Aerul; bând apă; ape uzate; mâncare și băuturi; și produse farmaceutice.

Pe lângă numeroasele aplicații, cărbunele activ este eficient și rentabil, spune Brewer.

„Cărbunele activ este unic prin faptul că are printre cele mai mari cantități de suprafață per unitate de volum din orice adsorbant cunoscut de om”, adaugă McClure. „Un gram de carbon va avea de obicei peste 1.000 de metri pătrați de suprafață. Un alt beneficiu al carbonului este că este o tehnologie foarte iertătoare; atunci când nivelurile de concentrație de contaminanți influenți variază, cărbunele activ poate îndeplini în continuare obiectivele de tratament și poate oferi o calitate a efluenților foarte consistentă. ”

Carbonul vine în multe forme, de la cărbune activ granular până la bloc de carbon și poate fi fabricat dintr-o varietate de materiale.

„Cărbunele activ poate fi produs din orice material cu un conținut adecvat de carbon”, spune Brewer. „Precursorii ajută la definirea proprietăților produsului final din cărbune activ”.

Potrivit experților noștri, carbonul poate fi fabricat din coajă de cocos, diferite tipuri de cărbune sau lemn. Carbonii din coajă de nucă de cocos au de obicei un procent ridicat de micropori mici și sunt excelenți pentru adsorbția COV din fluxurile de apă subterană, spune McClure.

„Un cărbune activ pe bază de nucă de cocos este foarte microporos, ceea ce înseamnă că carbonul are mulți pori de adsorbție și mai puțini pori de transport”, explică Brewer. „Carbonii de nucă de cocos sunt mai buni pentru moleculele mai mici, care nu vor fi îngreunate steric de lipsa porilor de transport”.

Carbonii din coajă de nucă de cocos sunt, de asemenea, foarte puri și pot îndeplini cu ușurință cerințele stricte de puritate din diferite părți ale țării, adaugă Potwora.

Carbonul poate fi fabricat și din cărbune bituminos sau antracit.

„Carbonii pe bază de cărbune au de obicei o structură largă a porilor, atât de micropori mici, cât și de mezopori de dimensiuni medii, și sunt potriviți atât pentru aplicațiile de apă de suprafață, cât și pentru tratarea apelor uzate”, spune McClure.

Carbonul derivat din coji de cărbune bituminoase și nucă de cocos este utilizat cel mai frecvent datorită capacității sale de a elimina o gamă largă de contaminanți și impurități sub formă organică și anorganică, informează Devendra.

„Cărbunele bituminos are un amestec bun atât de pori de transport, cât și de porți de adsorbție, ceea ce îl face o alegere ideală pentru o varietate de aplicații”, adaugă Brewer.

Carbonul din lemn are un procent ridicat de macropori mai mari, care îl fac ideal pentru îndepărtarea corpurilor de culoare și a altor organice mari, cum ar fi acizii humici din apă, notează McClure.

Brewer adaugă că carbonul pe bază de lemn are un număr mare de pori de transport și rezistență mai mică la abraziune.

„Diferitele tipuri de materii prime au un impact direct asupra proprietăților cărbunelui activ”, spune Potwora, făcând o diferență în eficacitatea generală a sistemului de filtrare.

Cheia longevității

Există mulți pași pe care îi puteți face pentru a prelungi durata de viață a cărbunelui activ, inclusiv alegerea tipului corect pentru aplicația dvs., instalarea și îngrijirea corectă a sistemului și utilizarea opțiunilor corecte de pretratare.

După ce cunoașteți noțiunile de bază despre carbon, este important să căutați exact ce tip de carbon se potrivește cel mai bine aplicației dvs.

„Carbonii din diferite materii prime posedă game de mărimi ale porilor foarte diferite, care se pretează la anumite aplicații”, explică McClure. „De exemplu, utilizarea unui carbon pe bază de lemn pentru tratarea apelor subterane pentru a elimina nivelurile de urme (ppb) de COV va duce probabil la o durată de viață foarte scurtă, deoarece acești carboni nu posedă structura microporului necesară în această aplicație.”

Un alt factor important de luat în considerare este instalarea carbonului și îngrijirea sistemului, care sunt două detalii deseori trecute cu vederea care pot face o mare diferență.

Sfaturi Potwora care spală sistemele cu cărbune activ care filtrează clorul liber sau monocloramina zilnic sau săptămânal vor prelungi durata de viață a carbonului, în timp ce McClure subliniază importanța instalării corespunzătoare a carbonului.

Instalarea corectă implică înmuierea carbonului în apă timp de 24 de ore pentru a îndepărta aerul antrenat și spălarea corespunzătoare înainte de introducerea acestuia în sistem.

„De cele mai multe ori, un pat care străpunge prematur nu a fost pregătit corespunzător pentru service în acest mod”, continuă McClure. "De asemenea, operarea a două paturi de carbon în serie și monitorizarea progresului între cele două paturi, permite ca patul de plumb să fie operat cât mai aproape de capacitatea sa de saturație, prelungind durata de viață a patului."

Un alt pas important este construirea unui sistem care să susțină o durată lungă de viață a carbonului, inclusiv componente de pretratare.

„În timp ce cărbunele activ poate acționa ca un filtru fizic, este cel mai potrivit să acționeze ca un adsorbant pentru substanțele organice dizolvate, nu filtrarea solidelor ”, spune McClure. „Regula generală este că carbonul poate filtra particulele cu dimensiuni de până la 10 microni; dacă un flux conține o cantitate semnificativă de solide în suspensie mai mari decât această dimensiune, filtrarea în fața patului de carbon va ajuta la îmbunătățirea duratei sale de viață.

„Precedentul unui pat GAC cu un filtru multi-media sau altă filtrare mecanică, cum ar fi un filtru cu cartuș, va menține solidele suspendate în afara patului de carbon și îi va permite să fie în principal un pat de adsorbție”, adaugă Matthew Adomaitis, director de marketing, industrial și unitatea de afaceri alimentară, Calgon Carbon Corporation. "Un pat tipic GAC de 12 × 40 ochiuri va elimina particulele mici de 12 până la 15 microni, deci este avantajos să îndepărtați particulele mai mari, cum ar fi cele dinaintea GAC."

În plus față de pretratarea adecvată, dimensiunea ochiurilor și calitatea apei afectează durata de viață a carbonului.

Mărimea ochiurilor de plasă stabilește gama de dimensiuni ale particulelor care pot afecta condițiile de funcționare, inclusiv căderea de presiune, capacitățile de filtrare, cerințele privind rata de spălare înapoi și rata de adsorbție a contaminanților, conform Brewer.

„Un alt aspect al calității apei care poate avea un efect profund asupra performanței patului GAC este indicele de scalare Langelier sau LSI”, adaugă Adomaitis. „Apa care alimentează adsorbantul nu trebuie să fie pe partea corozivă, deoarece va ataca sistemul de conducte. Apa de pe partea de detartraj va avea potențialul de a ocluda granulele și chiar de a traversa granulele, ducând la scăderea excesivă a presiunii și chiar la canalizare.

Începând cu reactivarea

În ciuda tuturor eforturilor, carbonul pentru orice sistem și aplicație va fi cheltuit în cele din urmă.

„Carbonul activ, după ce a trecut prin procesul de filtrare, își pierde în cele din urmă eficiența de adsorbție. Acest lucru se întâmplă atunci când structura porilor carbonului este prea plină pentru a absorbi alte impurități. În acest moment, carbonul este considerat de obicei consumat și ar trebui înlocuit. Carbonul uzat este de obicei aruncat ”, explică Devendra.

Dar există o altă opțiune: reactivarea. Reactivarea utilizează un proces termic la temperatură ridicată care distruge compușii organici adsorbiți și restabilește capacitatea de adsorbție a carbonului, conform Adomaitei. Până la 95 la sută din cărbunele activ virgin poate fi recuperat și amestecat cu nou cărbune virgin.

Reactivarea carbonului se aplică cel mai mult operațiunilor comerciale, municipale sau industriale mai mari. Un filtru tipic POE rezidențial nu va conține suficient carbon uzat pentru reactivare.

Conform reglementărilor EPA, carbonul uzat trebuie analizat pentru conținut periculos înainte de a fi regenerat, iar regenerarea trebuie să aibă loc într-o instalație de regenerare NSF pentru ca produsul final să fie certificat NSF în scopuri de apă potabilă, explică Devendra. Carbonul reactivat este cel mai potrivit pentru aplicații nepotabile, cum ar fi tratarea apelor uzate.

Indiferent de aplicația dvs., cărbunele activ este o alegere inteligentă pentru sistemele de filtrare. Numeroasele sale tipuri și utilizări îl fac unul dintre cele mai utilizate medii de filtrare din industrie.