فناوری ساخت فیلتر کربن تصفیه آب
فیلتر کربن تصفیه آب به یک جزء ضروری در سیستم های تصفیه آب تبدیل شده است. اما چه چیزی باعث می شود کربن اکتیو تا این حد موثر باشد؟ در این عنوان از مجموعه مقالات آبین قصد داریم ویژگی های منحصر به فرد کربن فعال و اینکه چرا بهترین انتخاب برای تصفیه آب است را بررسی کنیم.
فیلتر کربن فعال چیست؟
کربن فعال که «زغال چوب فعال» نیز نامیده می شود، نوعی کربن است که برای داشتن سطح فوق العاده بزرگ پردازش شده است. منافذ ریز و کم حجم، سطحی را برای جذب یا واکنش های شیمیایی فراهم می کنند.
یک گرم کربن فعال بیش از 32000 فوت مربع (3000 متر مربع) مساحت دارد - و یک قاشق چایخوری آن تقریبا مساحتی برابر با یک زمین فوتبال را دارد. این منطقه عظیم به تنهایی کربن فعال را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب می کند. با این حال کربن اکتیو می تواند تحت عملیات شیمیایی بیشتری قرار گیرد تا خواص جذب خود را افزایش دهد.
کربن فعال از یک ماده منبع کربنی به دست می آید. به عنوان مثال می توان به چوب، بامبو، خاک اره، ذغال سنگ نارس بید، پوسته نارگیل، چاله هلو، زغال سنگ، زمین نفتی و انواع زغال سنگ اشاره کرد. اما کربن معمولی با فیلتر کربن فعال تصفیه آب یکسان نیست. برای تشکیل میلیون ها منافذ ریز در سطح آن، ابتدا کربن باید "فعال شود".
این ماده طی یکی از دو روش زیر تولید می شود: فعالسازی حرارتی یا شیمیایی.
1. فعالسازی حرارتی
در فعالسازی حرارتی، ماده منبع با استفاده از گازهای داغ به کربن فعال تبدیل می شود. پس از قرار گرفتن در معرض گرما، معمولا از بخار برای کمک به باز شدن منافذ آن استفاده می کنند.
فعالسازی حرارتی معمولاً از طریق فرآیندی شامل کاهش رطوبت، کاهش مواد فرار، کربن سازی و عملیات بخار انجام میشود. این فرآیند در یک اتمسفر بی اثر با استفاده از گازهایی مانند دی اکسید کربن، نیتروژن یا آرگون انجام می شود.
2. فعالسازی شیمیایی
در فعالسازی شیمیایی، مواد شیمیایی قبل از فرآیند کربن سازی به مواد خام اضافه میشوند. به طور معمول، ماده شیمیایی مورد استفاده یک باز قوی، اسید یا نمک است. سپس این ماده در معرض گرما قرار می گیرد و به سرعت فعال می شود.
طبقه بندی کربن فعال
کربن فعال به طور کلی بر اساس اندازه، روش تهیه و کاربرد صنعتی طبقه بندی می شود. تولیدکنندگان 150 نوع مختلف کربن اکتیو (فعال) تولید کرده اند، اما ما هفت نوع متداول را در ادامه فهرست کرده ایم:
کربن فعال دانهای (GAC): ذرات کربن فعال دانهای بزرگ هستند، اما سطح خارجی کمتری نسبت به سایر انواع کربن فعال دارند. ذرات GAC برای جذب بخارات و گازها مناسب هستند زیرا به سرعت منتشر می شوند و اغلب در تصفیه آب استفاده می شوند.
کربن فعال پودری (PAC): فیلتر کربن فعال پودری دارای ذرات بسیار ریز است که از کربن آسیاب شده یا خرد شده تشکیل شده است. به طور کلی، ذرات PAC به صورت مستقیم به واحدهای فرآیند دیگر، از جمله حوضه های مخلوط سریع، ورودی های آب خام و زلالکننده ها اضافه می شوند.
کربن فعال اکسترود شده (EAC): ذرات کربن فعال اکسترود شده PAC را با یک عامل اتصال ترکیب می کنند و منجر به تولید یک توده سخت، به شکل استوانه ای یا کروی می شود. به دلیل افت فشار کم، محتوای گرد و غبار کم و استحکام مکانیکی خوب، EAC در درجه اول در کاربرد فاز گاز استفاده می شود. ذرات EAC در فیلترهای CTO استفاده می شوند که کلر، طعم و بو را حذف می کنند.
کربن آغشته شده: این ذرات کربن متخلخل حاوی انواع مختلفی از ترکیبات غیرآلی اشباع شده مانند نقره و ید هستند. کربن اکتیو نقره ای اغلب به عنوان جاذب در تصفیه آب استفاده می شود و پتانسیل آن را دارد تا از رشد میکروب ها جلوگیری کند.
کربن فعال مهره ای (BAC): این گونه نیز مشابه ذرات EAC، به دلیل محتوای کم گرد و غبار و استحکام مکانیکی آن ارزشمند است. شکل کروی BAC، آن را برای کاربردهایی مانند تصفیه آب ایده آل می کند.
کربن الیافی: کربن فعال را می توان در الیاف مصنوعی و برای ایجاد پارچه کربن فعال مورد استفاده قرار داد. ماده نهایی دارای خواص فیلتر کربن است و برای از کاربردها مانند جذب بو و دفاع مناسب است.
کربن فعال پلیمری: با کربن فعال پلیمری، ذرات کربن متخلخل با یک پلیمر سازگار با محیط زیست، پوشیده می شوند. این کار به کربن نهایی، یک پوسته بیرونی صاف و قابل نفوذ می دهد که منافذ آن را مسدود نمی کند. کربن فعال پلیمری تا حد زیادی در همپرفیوژن که نوعی درمان پزشکی است، استفاده می شود.
در تصفیه آب، فیلتر کربنی فعال قادر است ناخالصی ها و آلاینده ها را از طریق فرآیند شیمیایی حذف کند. اما علاوه بر تصفیه آب، در کاربردهای گسترده ای نیز از آن استفاده می شود. در واقع کربن فعال یک جزء ضروری در بسیاری از صنایع مختلف محسوب می شود.
موارد استفاده از فیلتر کربن فعال
کربن فعال در طیف وسیعی از کاربردها از تصفیه طلا گرفته تا فاضلاب، مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از کاربردهای متداول آن شامل تصفیه هوا، ذخیره هیدروژن و متان، استخراج فلز، سفید کردن دندان و سایر محصولات آرایشی و بهداشتی و فیلتر هوا در ماسک های تنفسی و گاز است.
توضیح کامل هر کاربرد کربن فعال نیاز به زمان زیادی دارد، بنابراین ما کاربردهای فراوان آن را در چندین دسته کلی خلاصه کرده ایم:
کاربردهای پزشکی: کربن فعال به طور گسترده در جامعه پزشکی برای درمان بیش از حد و مسمومیت استفاده می شود. علاوه بر این، کپسول ها یا قرص های کربن فعال را می توان در سراسر جهان برای کاهش مشکلاتی مانند سوء هاضمه و اسهال خریداری کرد.
کاربردهای صنعتی: کربن فعال در طیف وسیعی از زمینه های صنعتی و تولیدی استفاده می شود. یکی از کاربردهای صنعتی رایج در تکمیل فلزات است. فیلتر کربن فعال عامل تصفیه اولیه برای حذف ناخالصی ها از فلزاتی مانند نیکل است.
کاربردهای شیمی تحلیلی: به دلیل جذب بالا، از کربن فعال اغلب برای خالص سازی محلول های مولکول های آلی و مواد شیمیایی استفاده می کنند. این ماده هنگامی که با خاک دیاتومه ترکیب می شود، به عنوان یک فاز ثابت در جداسازی کم فشار کربوهیدرات ها عمل می کند.
کاربردهای کشاورزی: کربن فعال در بین کشاورزان و باغداران ارگانیک محبوبیت پیدا کرده است. کربن فعال در پرورش دام، به عنوان یک افزودنی برای خوراک احشام، یک آفت کش طبیعی، کمک هاضمه و یک ضد عفونی کننده عمل می کند. در فرآیند شراب سازی نیز از این ماده برای فرآوری بو و رنگدانه های نامطلوب استفاده می کنند.
کاربردهای زیست محیطی: به دلیل مساحت سطح بالا و پتانسیل جذب، کربن فعال طیف وسیعی از مصارف زیست محیطی را انجام می دهد. در تصفیه آب های زیرزمینی و پاکسازی نشت مفید است.
کاربردهای آرایشی: کربن فعال در حال حاضر یک عنصر محبوب در تهیه شامپو، خمیر دندان و ماسک صورت است. همان ویژگی هایی که کربن فعال را به یک فیلتر فوق العاده تبدیل می کند، آن را در زمینه های آرایشی نیز مرغوب می سازد. کربن اکتیو سموم و آلاینده ها را در سطح خود به دام می اندازد تا شما آن ها را حذف کنید.
تصفیه نوشیدنی ها: در تولید ویسکی و ودکا، گاهی اوقات از فیلترهای کربن فعال برای حذف ناخالصی های آلی از نوشیدنی استفاده می شود. کربن فعال ناخالصیهایی را که بر طعم، رنگ و بو تأثیر میگذارند، بدون کاهش مقدار الکل نوشیدنیها فیلتر میکند.
تصفیه آب: تصفیه آب یکی از کاربردهای اصلی کربن فعال است. فیلترهای کربن فعال در محصولات بزرگ و کوچک استفاده می شود. این فیلترها می توانند ناخالصی ها را از سیستم های آب در مقیاس بزرگ و در سطح جامعه و همچنین کاربردهای مسکونی در مقیاس کوچکتر حذف کنند.
تصفیه هوا و گاز: کربن فعال بوی نامطلوب، آلاینده ها و ترکیبات آلی فرار (VOCs) را از هوا فیلتر می کند. همچنین می توان از کربن فعال برای شناسایی و جذب رادون موجود در هوا استفاده کرد. در تصفیه گاز، فیلترهای کربن فعال بوها، هیدروکربن ها و بخارات روغن را از هوا حذف می نمایند.
حذف جیوه: جیوه یک محصول جانبی رایج و خطرناک از نیروگاه ها یا صنایع زغال سنگ است. هنگامی که کربن فعال با هالوژن یا گوگرد ترکیب می شود، گاز جیوه را به دام انداخته و آن را از هوا خارج می کند.
ذخیره سازی گاز: سطح متخلخل کربن فعال مانند یک اسفنج برای بسیاری از گازها عمل می کند. تحقیقات نشان می دهد که کربن فعال می تواند گازهای سوختی را به طور موثر در محیط های کم جرم، کم حجم و کم فشار ذخیره کند.
فناوری فضایی: کربن فعال یک جزء ضروری در سیستم های پشتیبانی از زندگی لباس های فضایی است. فیلتر کربن فعال آلاینده های کمیاب را از جریان اکسیژن به فضانورد از جمله بوی بدن پاک می کند.
این تنها نمونه ای از تطبیق پذیری کربن فعال است. از آن جایی که این ماده بسیار مفید است، محققان به طور مداوم در حال کشف کاربردهای جدید برای کربن فعال هستند.
فیلترهای کربن فعال چگونه کار می کنند؟
اثربخشی کربن تا حد زیادی به لطف سطح فوق العاده آن است. جذب فیزیکی روش اصلی است که در آن کربن اکتیو یک ماده معین را فیلتر می کند. با تماس مایع یا هوا با کربن فعال، نیروهای بین مولکولی مولکول ها را به میلیون ها منافذ و حفره های روی سطح کربن فعال می کشانند.
کربن فعال علاوه بر جذب فیزیکی، واکنش های شیمیایی را نیز تسهیل می کند. یک مثال رایج آن، مولکول کلر است. هنگامی که کلر با کربن فعال تماس پیدا می کند، هر دو مولکول واکنش نشان می دهند،یون های کلرید تشکیل داده و به طور موثر کلر را از آب حذف می کنند.
میزان آلودگی که کربن فعال از هوا یا آب حذف می کند به عوامل مختلفی از جمله نوع و میزان آلودگی، اسیدیته و دمای آب یا هوا و مدت زمانی که آب یا هوا در تماس با ذرات فعال شده است بستگی دارد.
نوع خاص کربن اکتیو (فعال) نیز سطح فیلتراسیون ارائه شده را تعیین می کند. مولکولهای کربن با سوراخ های بزرگ، مولکول های بزرگ و سنگینی مانند مواد شیمیایی آلی را به دام می اندازند. منافذ ریز و کوچک آن نیز آلاینده های کوچک تر و سبک تری را جذب می کنند. تولید کنندگان کربن فعال اغلب محصولات خود را با پتانسیل جذب برچسب گذاری می کنند.
در حالی که مصرف کربن فعال بی خطر است، پس از تصفیه مناسب و کامل، هیچ اثری از آن در آب آشامیدنی باقی نمی ماند.
انواع فیلتر کربن فعال
در حال حاضر از دو نوع کربن، بیشتر در تصفیه آب استفاده می شود: کربن فعال پودری (PAC) و کربن فعال دانه ای (GAC). PAC دارای اندازه ذرات کوچکتر از GAC است و معمولاً در حذف طیف گسترده ای از ناخالصی ها، کارآمدتر عمل می کند.
در اکثر فیلترها، کربن فعال با یک عنصر ثانویه مانند نقره ترکیب می شود. اجزای افزوده شده به فیلتر خواص باکتریواستاتیک بیشتری می بخشد.
1. فیلترهای GAC
فیلترهای GAC که به عنوان فیلترهای کربنی با بستر ثابت نیز شناخته میشوند، معمولا ظروف استوانه ای هستند که ذرات GAC را در خود نگه می دارند. آب به ظرف اضافه می شود و همان طور که در سیستم جریان می یابد، ذرات سست کربن، ناخالصی ها را فیلتر می کنند.
فیلتر کربن اکتیو GAC، مضراتی نیز دارد. فیلترهای GAC برای رشد باکتری ها، محیط مناسبی هستند. با جریان آب از درون کانال کربنی، مقداری از آن درون فیلتر باقی می ماند. این مناطق با آب نسبتا راکد و آلوده، محیط هایی ایده آلی برای رشد باکتری ها هستند.
2. فیلترهای کربن بلاک
فیلترهای کربن بلاک، بلوک های فشرده ای از ذرات PAC و GAC با اندازه های مختلف هستند. آب از طریق منافذ کربن بلاک وارد می شود و با عبور از فیلتر، ذرات ریز کربن طیف وسیعی از آلاینده ها را حذف می کنند.
مزیت اصلی فیلترهای بلاک نسبت به فیلترهای GAC، حذف کانالینگ است. در فیلترهای کربن بلاک، ذرات کربن ثابت هستند و از هر ذره تا حداکثر کارایی آن استفاده می شود. طیف گسترده ای از آلاینده ها از آب حذف می شوند.
عیب بزرگ فیلترهای کربن بلاک را می توان در سرعت پایین عبور آب از میان منافذ آن دانست. به همین خاطر مدت زمان بیشتری طول می کشد تا آب تصفیه شده تولید کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه می توانید به عنوان "مقایسه انواع فیلتر کربن اکتیو" مراجعه کنید.
فیلترهای کربن چه آلاینده هایی را از آب حذف می کنند؟
کربن فعال یک فیلتر بسیار مرغوب بوده و شمار زیادی از ناخالصی های آب آشامیدنی را کاهش می دهد. اما چه آلاینده های خاصی توسط فیلترهای کربن فعال از بین می روند؟
به طور کلی، فیلترهای کربنی حداقل 81 ماده شیمیایی را حذف می کنند و در کاهش 52 ماده دیگر موثر هستند. طبق گفته EPA، کربن فعال تنها ماده فیلتر کننده ای است که تمام 12 علف کش و 14 آفت کش شناسایی شده را به همراه 32 آلاینده آلی شناسایی شده حذف می کند.
کربن اکتیو همچنین مواد شیمیایی مانند کلر را که بر کیفیت زیبایی آب آشامیدنی شما تأثیر می گذارد، حذف می کند. اکثر سیستم های آبرسانی عمومی در ایالات متحده حاوی کلر به عنوان یک ضد عفونی کننده هستند. با این حال، کلر می تواند منجر به طعم و بوی نامطبوع در آب لوله کشی شود و همچنین محصولات جانبی بالقوه سرطان زا ایجاد کند. کربن فعال محصولات جانبی کلر و VOC ها را فیلتر می کند تا آبی تمیز تولید شود.
توجه داشته باشید که کربن فعال به خودی خود همه آلاینده ها را از بین نمی برد. برخی از مواد معدنی، نمک ها و فلزات می توانند از این فیلتر عبور کنند. با این حال، بسیاری از این موارد فقط برای فیلترهای GAC صادق هستند. فیلترهای کربن بلاک قادر به حذف بسیاری از آلاینده ها از جمله فلزاتی مانند سرب هستند. فیلترهای کربن بلاک همچنین آلاینده های میکروبیولوژیکی را از آب آشامیدنی از جمله پاتوژن های موجود در آب، حذف می کنند. فیلترهای کربن بلاک با کیفیت، آلاینده هایی مانند آرسنیک، جیوه و رادون را کاهش می دهند.
قیمت و خرید فیلتر کربن
کیفیت ساخت و اصالت فیلتر کربن تصفیه آب از جمله مواردی است که کارکرد درست آن را تضمین می کند. فیلتر تصفیه آب محصولی است که مستقیما با سلامت شما در ارتباط بوده و باید توجه ویژه ای به آن شود. به همین خاطر توصیه ما به شما این است که برای خرید فیلتر کربن حتما به فروشندگان معتبر مراجعه کنید.
وب سایت آبین با پشتوانه سال ها تجربه در عرصه تصفیه آب، معتبرترین برندهای فیلتر کربن اکتیو را عرضه می کند. برای مشاهده این محصولات حتما به وب سایت abin.ir مراجعه کرده و یا از طریق شماره 02122228116 با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
خالقی
فیلتر. کربن فعال موارد استفاده مختلفی داره. خیلی دوست داشتم روش درست کردن این فیلتر رو یاد بگیرم که از طریق این سایت پاسخ همه سوالات رو گرفتم