کربن فعال به طور گسترده در اصلاح آب های زیرزمینی، پاکسازی نشت، فیلتر کردن آب آشامیدنی و تصفیه هوا استفاده می شود. انتخاب کربن فعال مناسب به عوامل مختلفی مانند مواد اولیه، فرآیند فعال سازی و الزامات خاص برنامه مورد نظر بستگی دارد. درک این عوامل پیچیده برای مصرف کنندگان برای تصمیم گیری آگاهانه هنگام انتخاب کربن فعال بسیار مهم است. بیایید نگاهی به انواع کربن فعال و نحوه انتخاب آن بر اساس کاربرد مورد نظر بیندازیم.
انواع کربن فعال:
زغال سنگ-فیلتر کربن فعال مبتنی بر کربن
بیایید با کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ- شروع کنیم. این ماده به عنوان یک محصول جانبی از آنتراسیت، زغال سنگ قیر یا لیگنیت ساخته می شود و یک ماده فیلتر کلاسیک است. زغال سنگ قیری به دلیل ریزتخلخل بالا، مقاومت در برابر ضربه و سهولت بازسازی متمایز است. در حالی که فیلتر{4}} بر پایه زغال سنگ راحت است، معایبی نیز دارد:
اثرات زیست محیطی: فرآیند استخراج زغال سنگ قیر به عنوان خطرات زیست محیطی از جمله تخریب زیستگاه و انتشار گازهای انفجاری شناخته شده است.
تأثیر طعم: آب ممکن است طعم متمایزی داشته باشد، زیرا زغال سنگ قیری به عنوان محصولات جانبی در طول فرآیند فیلتراسیون شناخته شده است.
انتشارات شیمیایی: کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ ممکن است ترکیباتی را وارد آب کند و بر طعم و کیفیت کلی محصول فیلتراسیون تأثیر بگذارد. محدودیت اندازه منافذ: منافذ بزرگتر در زغال سنگ قیری می تواند توانایی آن را برای فیلتر کردن ذرات کوچکتر به خطر بیندازد. زغال سنگ-کربن فعال با بخار-زغالسنگ فعال تولید میشود. این کربن فعال دارای میلیون ها منافذ روی سطح خود است که به آن سطح وسیعی می دهد. علاوه بر این، زغال سنگ قیری، با ریز تخلخل 70٪ تا 90٪، یک کربن فعال ترجیحی است. به طور گسترده ای در کاربردهای مختلفی از جمله تصفیه فاضلاب، تصفیه فاضلاب، تصفیه گاز و تصفیه آب آکواریوم و حوض استفاده می شود. علاوه بر این، کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ{11}}به دلیل مقرون به صرفه بودن{12}}و عملکرد بویزدایی بالا شناخته شده است.
فیلتر کربن فعال مبتنی بر چوب-
در حال حاضر،کربن فعال مبتنی بر چوب-به عنوان جایگزینی برای روش های فیلتراسیون معرفی می شود. در درجه اول از خواص مزوپورها و درشت منافذ استفاده می کند و مزایایی مانند تجدید پذیری و حذف موثر طعم و رنگ از آب را ارائه می دهد. اما باید به نکات زیر توجه کرد:
منبع تجدیدپذیر: این منبع تجدیدپذیر است زیرا از درختان بالغ می آید. با این حال، دوره بلوغ طولانی آن چالش هایی را برای در دسترس بودن فوری ایجاد می کند.
رنگ زدایی و حذف بو: در از بین بردن برخی آلاینده ها عالی است و برای تقویت طعم، رنگ و بو در آب مناسب است. محدودیتهای فیلتراسیون: با این حال، شیوع مزوپورها و ماکرو منافذ ممکن است توانایی زغال چوب را در فیلتر کردن آلایندههای ظریفتر محدود کند. بنابراین برای فیلتراسیون پیشرفته کمتر مناسب است.
قابل توجه است که کربن فعال مبتنی بر چوب-به دلیل خاصیت رنگزدایی عالی محبوبیت پیدا کرده است. این نوع کربن فعال که از چوب و خاک اره خاص مشتق شده است، به دلیل سمی نبودن-، سطح بزرگ، و ظرفیت جذب قوی شناخته شده است. به طور گسترده ای برای تصفیه آب آشامیدنی و در صنایع مختلف از جمله تولید شکر، نوشیدنی ها و داروسازی استفاده می شود. روش تولید آن از اسید فسفریک استفاده میکند که مزایایی مانند سرعت فیلتراسیون سریع و عملکرد بدون روی را دارد. علاوه بر این، کربن فعال مبتنی بر چوب بابر-، با محتوای خاکستر 5 درصد، به دلیل ساختار میکرو متخلخل عالی خود مشهور است. زغال چوب بامبو، مشتق شده از moso bamboo، یکی دیگر از مواد اولیه{10}}با کیفیت بالا است که معمولاً در محصولات مراقبت از پوست استفاده میشود.
فیلتر کربن فعال پوسته نارگیل
کربن فعال پوسته نارگیل یک گزینه پایدار امیدوارکننده برای فیلترهای کربن بلوک است. در مقایسه با زغال سنگ، چگالی ریز منافذ بالاتر آن مزایای زیر را ارائه می دهد:
منابع تجدیدپذیر و سبز: نارگیل که در آب و هوای گرمسیری رشد می کند، منبع کربن پیوسته است.
برداشت سالانه-در طول سال: خوشبختانه، درختان نارگیل را میتوان چندین بار در سال برداشت کرد و از عرضه ثابت کربن اطمینان حاصل کرد. سازگار با محیط زیست: استخراج کربن فعال از پوسته نارگیل یک فرآیند سبز در نظر گرفته می شود. گرد و غبار کمتری تولید می کند و به توسعه پایدار کمک می کند.
تخلخل بالا و استحکام مکانیکی: کربن فعال پوسته نارگیل دارای چگالی بالایی از ریز منافذ است که گفته می شود عملکرد فیلتراسیون آلاینده آن را افزایش می دهد. ریز تخلخل آن نیز استحکام مکانیکی و مقاومت سایشی آن را افزایش می دهد.
آب تمیزتر تولید می کند: همچنین تمیزترین آب را در بین کربن های فعال تولید می کند. تخلخل، حجم کل منافذ و سرعت شستشوی بسیار کم نیز به عملکرد عالی فیلتراسیون آن کمک می کند.
کربن فعال پوسته نارگیل با استفاده از فرآیند فعال سازی بخار تولید می شود. سطح آن حاوی میلیون ها منافذ است که باعث افزایش سطح کل آن می شود. کربن فعال پوسته نارگیل که به دلیل توزیع اندازه منافذ آن شناخته شده است، عمدتاً برای تصفیه آب و گاز استفاده می شود. گزارش شده است که برای درمان مسمومیت های حاد، اختلالات گوارشی، و برای تصفیه آب آشامیدنی با استفاده از فیلترهای کربن استفاده می شود.
انتخاب بهترین راه حل کربن فعال
اهمیت تخلخل را نمی توان هنگام تعیین بهترین نوع کربن فعال برای کاربردهای مختلف اغراق کرد. به عنوان مثال، کربن فعال نارگیل دارای ریز منافذ زیادی است، کربن فعال بر پایه زغال سنگ- دارای مزوپورها و ریزمنافذ بسیاری است، و کربن فعال بر پایه چوب- دارای حفره های مزوپور و درشت بسیاری است. علاوه بر این، اندازه مولکولی ناخالصی عامل دیگری است، بنابراین کربن فعال نارگیل برای ناخالصی هایی با اندازه مولکولی کمتر از 100 آنگستروم محبوب ترین است. کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ برای ناخالصیهای با اندازه مولکولی بین 100 تا 1000 آنگستروم محبوبتر است، در حالی که کربن فعال مبتنی بر چوب{9}}برای ناخالصیهای با اندازه مولکولی بیشتر از 1000 آنگستروم محبوبترین است.