فیلتر کربنی
فیلتر کربن اکتیو (Activated Carbon) :
فیلتر کربن اکتیو جهت جذف طعم نامطبوع، بو و رنگ آب استفاده می شود. کربن فعال به دلیل خاصیت جذب بالا باعث حذف عوامل فوق از آب می گردد. از این نوع فیلتر ها در صنعت آب جهت حذف کلر آزاد و همین طور حذف کدورت و رنگ و بو می توان استفاده کرد. کربن فعال مواد آلی موجود در آب را جذب و سپس تجزیه می‌کند. در صافی کربنی، آب از بستر کربن اکتیو گرانولی عبور کرده و رنگ و بوی آن توسط ذغال کربن جذب شده و در نتیجه آب خروجی بدون هر گونه ظعم، بو و رنگی خواهد بود. در صافی کربنی، آب ورودی باید کاملا زلال‌سازی شود و فاقد هرگونه مواد کلوئیدی و معلق باشد به همین دلیل فیلترهای کربنی معمولا بعد از فیلترهای شنی در فرآیند تصفیه آب قرار می‌گیرند. pH آبی که با کربن فعال در تماس قرار می‌گیرد نباید اسیدی یا قلیایی باشد و قبل از عبور از بستر کربن فعال باید خنثی شود. کربن فعال می‌بایست هرچند وقت یکبار در کوره تا درجه حرارت ۹۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده شود تا دوباره فعال شود. دربرخی موارد می توان، کربن فعال را توسط بخار احیا نمود
جنس بدنه فیلترهای کربن فعال می‌تواند استیل، و یا کربن استیل با پوشش رنگ باشد و دانه‌های کربن فعال درون این مخازن ریخته می‌شود. این فیلترها هرچند وقت یکبار با توجه به میزان مواد جامد معلق موجود در آب نیاز به شستشوی معکوس دارند. فیلتر کربن اکتیو توسط کنترل دستی و یا اتوماتیک شستشو شده تا فضای انبساط خود را حفظ کند. فیلتر کربن‌اکتیو به تنهایی و یا به عنوان قسمت بسیار مهمی از سیستم های پیش تصفیه در اکثر فرآیندهایتصفیه آب و پساب مورد استفاده قرار می گیرد.
کربن فعال :
عنصر کربن به دو صورت آلوترپی بلوری با نام‌های الماس و گرافیت وجود دارد. کربنی که از چوب سخت پوسته نارگیل ساخته می‌شوند در صنایع شیمیایی یا در مواردی دیگر از زغال سنگ ساخته می‌شود، کربن صافی و کربن فعال نامیده می شود. بر اساس مطالعات حاصله ازاشعهX ثابت شده است که زغال چوب دارای ساختمانی شبیه گرافیت است. لکن از نظر بلوری بخوبی توسعه نیافته است که می توان آن را ناشی از معایب ساختمان بلوری و زیاد بودن سطح دانست باید توجه داشت که در حالت فعال زغال چوب جاذب گازها مایعات و جامدات است و فعال کردن زغال بوسیله بخار در دمای ۹۵۰ درجه سانتیگراد صورت می پذیرد در این حال هیدروکربن های جذب شده از سطح برداشته شده واز آن جدا می شود ذکر این نکته ضروری به نظر می رسد که خاصیت جذب کنندگی زغال از سطح زیاد آن نشأت می گیرد و یک سانتیمتر مکعب از زغال دارای سطح ۱۰۰۰ متر مربع است. بطور کلی ماکروپورها حفره های ورودی یا عوامل اصلی جذب و مزوپور ها حفره های موقت گذرا و میکرو پور ها حفره های اصلی ذخیره سازی می باشند معمولاً ماکرو پرو ها به مقدار خیلی کم در حدود ۵% در تشکیل سطوح ویژه داخلی دخالت می کنند و این حفره ها که بعنوان گذرگاه عمل می نمایند موجب تسهیل در پدیده جذب در سطوح داخلی کربن اکتیو می شوند در حالیکه حفره های مزو نقشی در حدود ۹۵% در پدیده سطوح ویژه جذب را دارا می باشند و محل اصلی ذخیره مواد جذب شده می باشند بطور متوسط ۴۰ درصد از کل حفره ها مربوط به حفره های متوسط می باشد. توزیع قطر حفره ها در یک نمونه کربن فعال بستگی به نوع ماده اولیه و روش تولید کربن فعال دارد.جذب سطحی مولکولها عموماً درحفره های ریز و متوسط رخ می دهد و حفره های بزرگ به عنوان مجراهایی برای عبور ماده جذب شونده و رسیدن آن به حفره های ریزتر به کار می آیند. فرآیند جذب توسط کربن اکتیو شامل ۳ مرحله ذیل می باشد:
۱- مواد جامد با یک نیروی وندروالسی و پیوند دو قطبی لحظه ای جذب سطوح بیرونی کربن اکتیو می شوند
۲- مواد جامد به داخل حفره ها به حرکت در می آیند
۳- مواد جامد جذب دیواره های داخلی حفره های کربن اکتیو می شوند.
چون مواد کربن اکتیو یک ماده آلی داری قدرت و سرعت جذب بسیار بالاتری نسبت به ترکیبات معدنی می‌باشد.
مواد اولیه برای تهیه کربن اکتیو
تکنولوژی امروز، تولید انبوه کربن‌های اکتیو با مشخصات مناسب را جهت کاربردهای ویژه طلب می کند بطور کلی کربن فعالی که بطور عمومی کاربرد دارد و مورد استفاده می شود باید دارای ظرفیت جذبی کافی، استحکام مکانیکی و خلوص شیمیایی باشد علاوه بر همه این ویژگیها این ماده باید با قیمتی پایین تولید شود اما چندین دهه است که کربن اکتیو بصورت تجاری از مواد اولیه کربن داری تهیه می شود که در زیر به آنها اشاره شده است. تورب (کود گیاهی) ، زغال سنگ ، لیگنیت (زغال سنگ قهوه ای) ، چوب ، زغال چوب ، لیگنین ، کک نفتی ، زغال استخوان ، زغال سنگ آنترا سیت ، قهوه ، ملاس ، پوسته برنج ، کربن سیاه (دوده)، کلپ (کتانجک) ، شکر ، خاک اره ، با گاس نیشکر ، کاه ، لاستیک های مستعمل اتومبیل ، زغال سنگ قیری ، پوسته نارگیل ، پوسته بادام ، پوسته فندق ، هسته هلو ، آسفالت ، کربیدهای فلزی ، زائدات محتوی کربن حاصل از فاضلاب ، خاکستر ، پلی وینیل کلراید، زائدات سایر پلیمر ها ، پوسته پسته ، پوسته گردو .
از میان مواد اولیه نام برده در بالا که تا کنون بیشترین کاربرد را در تولید تجاری کربن اکتیو داشته اند ، زغال های سخت بیشترین کاربرد را در تولید تجاری کربن اکتیو داشته اند ، زغال های سخت بیشترین سهم را به خود اختصاص داده‌اند . در حال حاضر آنها ماده مناسب برای تولید ۶۰درصد از کربن های اکتیو به حساب می آیند و نقش آنها بطور قابل ملاحظه ای از سال ۱۹۴۵ افزایش یافته است.
کاربرد فیلتر کربن فعال
• استخرهای شنا
• تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
• صنایع شیمیایی
• صنایع غذایی
