کربن فعال (Activated Carbon) یک ماده بسیار قوی برای کاهش و از بین بردن طعم و بوی نامناسب و همچنین کلر از آب به شمار می رود. رایج ترین ماده ای که معمولاً برای ضدعفونی آب در تصفیه خانه های شهری مورد استفاده قرار می گیرد، "کلر" است. کلر علیرغم برخورداری از خاصیت ضدعفونی کنندگی بالایی که دارد، باعث ایجاد مواد و محصولات جانبی در آب می شود که برای سلامتی مضر و حتی سرطان زا هستند. وجود کلر به همراه این محصولات جانبی، علاوه بر مضر بودن، باعث ایجاد طعم و بوی نامناسب در آب نیز می شود.
کربن فعال این قابلیت را دارد که علاوه بر کلر، عمده مواد آلی محلول در آب که موجب ایجاد طعم و بوی نامطبوع می شوند را نیز حذف کند. مواد آلی محلول در آب، حین عبور از کربن فعال، به سطح دانه های کربن چسبیده و به این ترتیب، آب خروجی از فیلتر کربن، بدون کلر و دارای طعم و بوی بسیار مناسب و مطبوع خواهد بود.
فیلترهای کربنی امروزه در قالب های مختلفی بصورت کارتریج، دانه های گرانول و پودر در مصارف بسیار مختلفی در تصفیه آب خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
کربن فعال با روش جذب سطحی (adsorption)، عمل تصفیه آب را انجام می دهد. کربن فعال توسط فرآیندی تولید می شود که در دانه های آن، تخلخل و جذب سطحی بسیار بالایی به وجود می آید. در واقع همانطور که ذرات به سطحی چسبناک می چسبند، کلر و مواد آلی نیز جذب سطح کربن فعال می شوند. تخلخل و حفره های موجود در کربن فعال، بسیار ریز هستند. هر چه این حفره ها ریزتر باشند، قدرت جذب سطحی آنها نیز بیشترخواهد بود. هر یک گرم کربن فعال، سطحی بیش از 500 متر مربع برای جذب دارد!
دبی جریان کم، وجود فشار در جریان آب و مدت زمان تماس بیشتر آب با کربن فعال باعث افزایش عملکرد و راندمان جذب سطحی در کربن فعال می شود.
اصلی ترین مورد استفاده از فیلترهای کربنی، برای حذف کلر از آب است. حذف کلر از آب توسط فیلترهای کربنی توسط یک واکنش شیمیایی انجام می شود که در آن کلر باعث اکسید شدن کربن شده و به بدین ترتیب، میزان خود کلر کاهش می یابد:
Cl2 + H2O + C* → 2HCl + C*O
که در این واکنش C* کربن و C*O کربن اکسید شده هستند.
کربن فعال از فرآوری مواد طبیعی حاوی مقدار بالای کربن تولید می شود. کربن فعال معمولاً بر پایه سه ماده اثلی زیر است:
- زغال
- چوب
- پوست نارگیل (یا گردو و یا هسته های بعضی از میوه ها مانند هلو)
این مواد پس از فرآوری توسط گرمادهی یا هوادهی، دارای تخلخل و جذب سطحی بسیار بالایی شده و در مصارف مختلفی از جمله تصفیه آب می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
کربن فعال معمولاً در سه نوع پودر، گرانول و میله ای تولید می شود که در تصفیه آب عموماً از این مواد به روش های زیر استفاده می شوند:
- پودر کربن فعال می تواند در تصفیه خانه های شهری روی سطح آب ریخته شود. پس از گذشت زمان لازم و جذب مواد آلی و آلاینده ها به آن، از آب جدا شده و آب تصفیه شده وارد مراحل بعدی تصفیه و شبکه آبرسانی می شود.
- پودر کربن فعال و یا کربن فعال گرانول در ساخت فیلترهای کارتریجی قالبی (کربن بلاک) در سایزهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
- کربن فعال گرانول در ساخت فیلترهای کارتریجی تصفیه آب در سایزهای مختلف و نیز در داخل مخازن تحت فشار جهت تصفیه آب در مصارف مختلف می توانند مورد استفاده واقع شوند.
کربن اکتیو گرانول جاکوبا با پایه صد در صد گیاهی و با کیفیت بسیار بالا در بسته 25 کیلوگرمی
مشاهده مشخصات
در ادامه به بررسی دو نوع متداول فیلترهای کربنی که در تصفیه آب به کار می روند، پرداخته می شود:
این نوع کربن فعال که می تواند هم در فیلترهای کارتریجی و هم بصورت ستون فیلتر در مخازن استفاده شود، اجازه عبور آسان آب را از داخل بستر فیلتراسیون فراهم می آورد. آب از یک سمت فیلتر وارد شده و ضمن عبور از دانه های کربن فعال، تصفیه و از سمت دیگر خارج می شود.
مزیت: مقاومت کم در برابر عبور جریان آب و عبور نسبتاً سریع تر آب از داخل فیلتر حاوی این نوع کربن فعال
محدودیت: احتمال ایجاد پدیده Channeling – بدین معنی که امکان دارد یک مسیر آزاد در بستر فیلتر ایجاد شود و آب در این مسیر، بدون مقاومت و تماس کافی با کربن از فیلتر عبور نماید.
فیلتر کربن بلاک از دانه های کربن فعال که توسط یک ماده چسبنده به یکدیگر چسبیده اند، تولید می شود. این ماده چسبنده تنها حدود 15٪ سطح کربن فعال استفاده شده در فیلتر را پوشانده و مابقی سطح کربن فعال برای تصفیه باقی می ماند.
در این فیلترها آب از کنار فیلتر وارد شده و پس از عبور از بدنه فیلتر حاوی کربن فعال، به سمت بالای فیلتر هدایت می شود.
با توجه به اینکه در فیلترهای کربن بلاک، دانه های کربن فعال به یکدیگر چسبیده اند، سطح تماس بیشتری نسبت به فیلتر کربن فعال گرانول با آب داشته، اما افت فشار نیز بیشتر خواهد بود.
مزیت: سطح تماس بیشتر (حدود 7 تا 10 برابر) با آب نسبت به فیلترهای کربن فعال گرانول – گذر یکنواخت از میان دانه های کربن فعال و عدم بوجود آمدن پدیده Channeling
محدودیت: مقاومت بیشتر در برابر عبور جریان نسبت به فیلترهای کربن فعال گرانول
پکیج پیش تصفیه جامبو با استند فلزی به همراه فیلترهای پلی پروپیلن و کربن جهت حذف ذرات معلق، کلر، مواد آلی و همچنین بهبود طعم و بوی آب
مشاهده مشخصات
از بیشترین مواردی که از فیلترهای کربنی برای حذف کلر آب استفاده می شود، می توان به موارد زیر اشاره نمود:
وجود کلر در آب در زمان نوشیدن، پخت و پز و یا استشمام در حمام، حس نامطبوعی ایجاد می کند. ضمن اینکه کلر و مشتقات جانبی آن در آب برای سلامتی نیز مضر هستند.
به همین منظور، استفاده از فیلترهای کربنی بصورت گرانول در مخازن و یا بصورت کارتریجی در ورودی منازل یکی از راه های اصلی و متداول در این خصوص به شمار می رود.
در برخی موارد که از آب چاه استفاده می شود، برای ضدعفونی اولیه و یا اکسیداسیون یون های فلزی مانند آهن و منگنز در آب، کلر به آب تزریق می شود.
در این سیستم ها پس از تزریق کلر و مخزن ذخیره آب، لازمست تا پیش از استفاده و یا ورود آب به مراحل بعدی، کلر اضافه آب حذف شود.
فیلترهای کربنی در این سیستم ها نیز اصلی ترین روش برای حذف کلر هستند.
دستگاه های تصفیه آب که به روش اسمز معکوس (RO) کار کرده و باعث حذف درصد بالایی از املاح آب می شوند، در بسیاری از کاربردها که نیاز به آب با کیفیت و خلوص بالا است، به عنوان اصلی ترین گزینه محسوب می شوند.
اصلی ترین فیلتر این دستگاه ها، ممبران است که حذف املاح توسط آن انجام می شود. در صورتی که در آب ورودی به ممبران کلر وجود داشته باشد، احتمال تخریب و آسیب دیدگی ممبران بشدت افزایش می یابد.
بنابراین در پیش تصفیه تمامی دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس در ظرفیت ها و کاربردهای مختلف، حتماً فیلترهای کربنی در سایزهای مختلف برای حذف کلر پیش از ورود آب به ممبران در نظر گرفته می شوند.
فیلتر کربنی حاوی کربن فعال گرانول با پایه کاملاً گیاهی جهت حذف کلر و مواد آلی و بهبود طعم و بوی آب
مشاهده مشخصات
فیلترهای کربنی بسته به سایز و مورد استفاده، در نقاط مختلفی می توانند استفاده شوند که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- ورودی آب منازل (هم آب شهری و هم آب چاه)
- فیلترهای آب یخچال، سر شیر و سر دوش حمام
- پیش تصفیه دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس (RO)
- پس از تزریق کلر در آب
- قبل از سختی گیرهای رزینی (کلر باعث کاهش عمر رزین می شود.)
فلیتر یخچال حاوی 100٪ کربن فعال با پاه گیاهی برای حذف کلر و بوی آب ورودی یخچال به همراه بست و اتصالات شلنگ
مشاهده مشخصات
فیلترهای کربنی با توجه به کیفیت آب ورودی، میزان مصرف و سایز فیلتر دارد. اما توصیه می شود که فیلتر های کربنی حداکثر هر شش ماه تعویض شوند. در صورت عدم تعویض فیلتر، احتمال ایجاد آلودگی و میکروب گذاری و نیز عبور ذرات معلق از آنها وجود داشته و کیفیت آب حتی از آب ورودی به فیلتر نیز نامناسب تر شود.
فیلترهای حاوی کربن فعال، با توجه به کارایی و جذب سطحی بالایی که دارند، از بهترین انواع فیلترهای تصفیه آب به شمار می روند. به عنوان جمعبندی، مزایا و محدودیت های استفاده از فیلترهای کربنی را می توان به صورت زیر بیان نمود:
- بهترین و قوی ترین ماده برای حذف کلر
- قدرت بالای برطرف کردن طعم و بوی نامناسب آب
- سطح جذب بسیار زیاد
- محافظت از فیلترها، سختی گیر رزینی و ممبران های موجود در مراحل بعدی تصفیه
- عدم توانایی حذف مواد جامد محلول (TDS) و مواد معدنی در آب
- لزوم تعویض فیلتر در بازه های زمانی مشخص
- امکان رشد میکروب در بستر فیلتر به مرور زمان (مخصوصاً در مواردی که کلرزنی در خط انجام نمی شود.)
مجید | 1398/4/11
ممنون توضیحات کاملتونmas lake | 1397/6/19
thanksبابک محمدی | 1397/4/31
تشکر بابت مطلب کاملتون