حذف آلاینده ها از آب توسط کربن

انواع فیلتر کربنی

 در صنعت تصفیه آب از تکنولوژی های متعددی برای خالص سازی آب آشامیدنی استفاده می شود که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارد. به عنوان مثال، برای حذف مایعات و گازهای محلول در آب از تکنیک جذب استفاده می شود. در این تکنیک، ماده جاذب معمولا یک نوع کربن فعال متخلخل و دارای سطح داخلی بسیار بالاست. کربن فعال به دو شکل پودری (PAC) و گرانوله (GAC) در بازار وجود دارد که کربن گرانوله در صنعت تصفیه آب کاربرد بیشتری دارد. فیلتراسیون با کربن، روش ارزان و موثری برای حذف آلاینده های خطرناک است که بعضی از آن ها حتی در غلظت های کم می توانند زمینه ابتلا به سرطان، اختلالات عصبی و مشکلات دیگر را در انسان فراهم کنند. 

اساس کار فیلترهای کربنی

اساس کار فیلترهای کربنی به این صورت است که، آب به داخل یک ستون محتوی کربن پمپ می شود و از سمت دیگر ستون با یک سیستم تخلیه خارج میشود. همزمان با عبور آب از ستون، ناخالصی ها در چند مرحله با جذب سطحی توسط کربن جدا شده و در فیلتر تجمع پیدا می کنند؛ این تجمع ناخالصی، از کارایی فیلترها میکاهد و به همین علت باید، به صورت دوره ای تعویض شوند. گاهی میتوان، فیلترهای کربنی کهنه را به روش های مختلفی مانند اکسید کردن، بازیابی کرده و مجددا مصرف کرد اما کارایی آنها نسبت به فیلترهای نو کاهش پیدا می کنند زیرا، قسمتی از کربن فعال موقع بازیابی فیلتر تخریب می شود. به هر حال، اگر در سیستم تصفیه آب مورد نظر، ستون های کربنی متعددی به طور سری تعبیه شود، کارایی کلی سیستم تحت تاثیر قرار نمی گیرد. 

فیلترهای کربنی چه آلاینده های مهمی را از آب حذف می کنند؟

1. فیلترهای کربنی می توانند انواع مهمی از آلاینده های محلول مثل مواد آلی، فنول، هیدروکربن های پلی آروماتیک، هالوژن های کلر، برم، ید، فلوئور و آلاینده های نامحلول در آب مانند روغن های معدنی را به خود جذب و از آب جداسازی کنند. یکی از  شاخص ترین ویژگی های کربن فعال توانایی حذف کلر ، محصولات جانبی کلر ،گازهای آلی مولد بو و طعم بد آب و قارچ ها از آب است. این ویژگی  باعث شده این نوع فیلتر در دستگاههای چند مرحله ای تصفیه آب خانگی استفاده شود. 

2.  در لیست آلاینده های آب، 32 خانواده بزرگ از مواد شیمیایی بسیار مضر برای انسان وجود دارد. تنها یکی از این خانواده ها که شامل تری هالومتان ها می شود، بیشتر از هزار عضو دارد که همه آنها محصولات جانبی کلر هستند. این مواد در اثر واکنش آلاینده های ارگانیک آب با کلر به وجود می آیند. به توجه به این که، کلرزنی یکی از روش های ضروری گندزدایی آب محسوب میشود، بنابراین تنها روش مقابله با این مشکل، جلوگیری از تشکیل این مواد با حذف مواد ارگانیک از آب است. کربن فعال، اولین روش حذف این آلاینده های ارگانیک و در بعضی موارد تنها روش توصیه شده است. در خانواده دیگری که شامل سموم کودهای شیمیایی می شود، 14 نوع سم شناخته شده مثل آلدیکارب ، کلردان، هپتاکلر و لیندان وجود دارد که تنها روش حذف آنها  از آب، استفاده از همین کربن فعال است. 

3.  بعضی از آلاینده ها مثل فلوراید، نیترات و سدیم با فیلترهای کربنی قابل جداسازی نیستند و با روش های دیگر مثل اسمز معکوس، تقطیر و فیلترهای غیرکربنی حذف می شوند؛ ولی وجود یک فیلتر کربنی خوب در کنار همه این سیستم ها می تواند آب کاملا سالم و  خوش طعمی برای شما فراهم کند.

4. در مورد آلاینده های میکروبی آب، فیلترهای کربنی معمولی برای حذف باکتری های معمول آب و کیست های انگلی مناسب نیستند؛ اما فیلترهای کربنی بلاک  جامد مولتی پیور، به دلیل داشتن منافذ ریزتر برای حذف بعضی از آلودگی های میکروبی خاص به کار می روند.

5. در مورد آلاینده های غیر ارگانیک آب، کربن فعال فقط برای حذف جیوه به کار می رود؛ البته فیلترهای کربنی خاصی هم برای جداسازی موادی مثل سرب طراحی شده است. با این حال، بهترین روش برای حذف مواد غیرارگانیک و مواد رادیواکتیو به کار گیری سیستم های اسمز معکوس (RO) و یا سیستم های تعویض یون هستند. 

6. در سیستم های پیش تصفیه مورد نیاز دستگاههای اسمز معکوس و دستگاههای تقطیر همیشه یک یا چند فیلتر کربنی نصب می شود زیرا، هیچ روش دیگری به خوبی کربن فعال نمی تواند کلر را از آب حذف کند.  

استفاده از کربن فعال در مراحل سیستم های تصفیه

کربن فعال، یکی از عناصری است که میتوان آن را در مراحل مهم  سیستم های تصفیه آب به کار گرفت؛ این مراحل شامل:

- تصفیه و خالص سازی آب های زیرزمینی (که معمولا حاوی مواد محلول مختلفی هستند)

- حذف کلر از آب بخصوص در سیستم های پیش تصفیه دستگاههای اسمز معکوس (RO)

- تصفیه و خالص سازی آب استخرها

 تصفیه نهایی انواع پساب

 
عملکرد همه فیلترهای کربنی یکسان نبوده و بعضی از آنها کارکرد بهتری داشته و برخی دیگر، برای مقاصد خاصی طراحی شده اند. عموما، فیلترهای کربنی بلاک  بهتر از فیلترهای کربنی گرانوله (GAC) هستند. به طور کلی، نصب فیلتر کربنی تنها روش توصیه شده برای حذف آلاینده های ارگانیک و سموم کودهای شیمیایی و علف کش ها از آب آشامیدنی است. علاوه بر این، استفاده از فیلتر کربنی در سیستم های تصفیه آب خانگی موجب از بین رفتن کدورت و بوی نامطلوب آب و ایجاد طعم بهتر و تازه آب آشامیدنی می شود. نصب یک فیلتر رسوب گیر قبل از فیلترهای کربنی ، عملکرد و عمر این فیلترها را افزایش می دهد.