کربن فعال در صنعت تصفیه آب

ساختار منحصر به فرد، متخلخل و سطح وسیع کربن فعال، همراه با نیروهای جاذبه، به کربن فعال اجازه می دهد تا انواع مختلفی از مواد را جذب و روی سطح خود نگه دارد. کربن فعال در اشکال و انواع مختلفی وجود دارد. این ماده با پردازش یک ماده کربن دار، اغلب زغال سنگ، چوب، یا پوسته نارگیل، در یک محیط با دمای بالا (مانند کوره دوار [5]) به منظور فعال کردن کربن و ایجاد ساختار سطحی بسیار متخلخل تولید می‌شود.

کربن فعال یکی از پرکاربردترین محصولات در صنعت تصفیه آب است. بسیار متخلخل با سطح وسیعی است که آن را به یک ماده جاذب کارآمد تبدیل می کند. کربن فعال متعلق به گروهی از مواد کربن متخلخل است که ظرفیت جذب و قابلیت فعال‌سازی مجدد بالایی دارند. بسیاری از مواد به عنوان ماده پایه برای تولید AC استفاده می شوند. رایج ترین مواردی که در تصفیه آب استفاده می شود پوسته نارگیل، چوب، زغال سنگ آنتراسیت و ذغال سنگ نارس است.

اشکال مختلفی از کربن فعال وجود دارد که هر کدام ویژگی های مواد متفاوتی را ارائه می دهند که آن را برای کاربردهای خاص مناسب می کند. به این ترتیب، تولید کنندگان طیف گسترده ای از محصولات کربن فعال را ارائه می دهند. بسته به کاربرد، کربن فعال ممکن است به صورت پودر، دانه ای، اکسترود شده یا حتی مایع استفاده شود. ممکن است به تنهایی یا همراه با فناوری های مختلف مانند ضدعفونی UV استفاده شود. سیستم های تصفیه آب معمولاً از کربن فعال دانه ای یا پودری استفاده می کنند که کربن فعال دانه ای (GAC) از زغال سنگ قیری رایج ترین شکل مورد استفاده است. پوسته نارگیل به عنوان یکی از بهترین اشکال کربن فعال برای نیازهای سیستم تصفیه آب ظاهر شده است. کربن‌های فعال مبتنی بر پوسته نارگیل دارای منافذ ریز هستند. این منافذ کوچک با اندازه مولکول های آلاینده در آب آشامیدنی مطابقت دارند و بنابراین در به دام انداختن آنها بسیار موثر هستند. نارگیل یک منبع تجدید پذیر است و به راحتی در طول سال در دسترس است. آنها در تعداد زیادی رشد می کنند و می توانند برای مدت طولانی نگهداری شوند.

آب ممکن است حاوی آلاینده هایی باشد که می تواند بر سلامت و کیفیت زندگی تأثیر بگذارد. آب در نظر گرفته شده برای مصرف انسان باید عاری از ارگانیسم ها و غلظت مواد شیمیایی باشد که ممکن است برای سلامتی خطرناک باشد. آبی که روزانه می نوشیم باید عاری از هرگونه آلودگی باشد. دو نوع آب آشامیدنی وجود دارد: آب خالص و آب سالم. تمایز بین این دو نوع آب آشامیدنی مهم است.

آب خالص ممکن است به آبی گفته شود که عاری از مواد خارجی باشد، خواه بی ضرر باشد یا نباشد. با این حال، از نقطه نظر عملی، تولید آب خالص، حتی با تجهیزات پیشرفته فعلی، سخت است. از سوی دیگر، آب سالم آبی است که احتمال ایجاد عوارض نامطلوب یا نامطلوب وجود نداشته باشد. آب سالم ممکن است حاوی برخی از آلاینده ها باشد، اما این آلاینده ها هیچ گونه خطر یا اثرات نامطلوبی برای سلامتی انسان ایجاد نمی کنند. آلاینده ها باید در محدوده قابل قبولی باشند.

برای مثال از کلرزنی برای ضدعفونی آب استفاده می شود. با این حال، این فرآیند، تری هالومتان ها (THMs) را به محصول نهایی وارد می کند. THM ها خطرات بالقوه ای برای سلامتی دارند. طبق مطالعه منتشر شده در مجله موسسه ملی سرطان (St. Paul Dispatch & Pioneer Press, 1987) به نظر می رسد نوشیدن طولانی مدت آب کلردار خطر ابتلا به سرطان مثانه را تا 80 درصد افزایش می دهد.

با افزایش جمعیت جهان و تقاضا برای استفاده از آب سالم بیش از هر زمان دیگری افزایش می یابد، در آینده نزدیک تاثیرگذاری بیشتر تاسیسات تصفیه آب باعث نگرانی زیادی خواهد شد. از سوی دیگر، تامین آب برای خانوارها همچنان توسط آلاینده‌هایی مانند مواد شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها تهدید می‌شود.
کربن فعال سالهاست که به عنوان یک محیط تصفیه آب برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. به دلیل ظرفیت بالای جذب چنین ترکیباتی که ناشی از مساحت سطح زیاد و تخلخل آنها است، به طور گسترده برای حذف آلاینده ها در آب استفاده می شود. کربن‌های فعال ویژگی‌های سطحی و توزیع اندازه منافذ متفاوتی دارند، ویژگی‌هایی که نقش مهمی در جذب آلاینده‌ها در آب دارند.