کربن فعال و تاثیرات آن روی آب

کربن فعال (یا آکتیو کربن) یک ماده جاذب طبیعی است که برای حذف مواد آلی و شیمیایی از هوا و همچنین به عنوان یک فیلتر در تصفیه آب استفاده می شود. این جاذب، مواد آلی و گازهایی مانند متان، کربن دی اکسید، آمونیاک و بسیاری دیگر را جذب می کند. فیلتر کربن فعال در دستگاه تصفیه آب به منظور حذف مواد آلی و شیمیایی استفاده می‌شود. این فیلتر می‌تواند بو، طعم و رنگ آب را بهبود بخشد و آب را برای مصرف مناسب‌تر کند. در این مقاله به بررسی کربن فعال و تاثیرات آن روی آب می پردازیم.

زمانی که آب از منابع طبیعی مثل رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، زمین‌های آلوده و شهری جمع‌آوری می‌شود، شامل مواد آلی، مواد شیمیایی و آلاینده‌های مختلفی می‌شود. برای حذف این آلاینده‌ها، آب باید از طریق چندین فیلتر تصفیه شود. یکی از این فیلترها، فیلتر کربن فعال است. فیلتر کربن فعال معمولاً شامل کربن فعال زیادی است که سطح جذب بالایی دارد تا بیشترین مقدار آلاینده‌ها را حذف کند. هنگامی که آب به فیلتر کربن فعال می‌رسد، مواد آلی و شیمیایی به سطح کربن چسبیده و توسط فرایند جذب حذف می‌شوند. این فرایند به عنوان جذب فیزیکی شناخته می‌شود.

روش های تهیه کربن فعال

کربن فعال یکی از مهمترین مواد شیمیایی است که به عنوان جاذب و حامل در فرایندهای مختلف استفاده می شود. برای تهیه کربن فعال و تاثیرات آن روی آب، روش های مختلفی وجود دارد که به طور کلی می توان آنها را به دو دسته تقسیم کرد:

1- روش های شیمیایی
2- روش های فیزیکی

در زیر توضیحاتی درباره هر یک از این روش ها آورده شده است:

روش های شیمیایی:

در این روش ابتدا زنگاریت و کربن دی اکسید را با هم ترکیب می کنند. سپس به این مخلوط یک حلال آبی کلرید روی (ZnCl2) افزوده می شود تا با آنها ترکیب شود. پس از آن این ترکیب را در یک کوره گرم کرده و کربن فعال تولید می شود.

روش های فیزیکی:

در این روش، مواد اولیه مثل چوب یا پوسته های برخی میوه ها را در محیطی با کمبود هوا احتراق می کنند تا کربن سیاه تولید شود. سپس این کربن سیاه را در محیطی با هوای فشرده قرار داده و در دمای بالا آن را قرار می دهند تا کربن فعال تولید شود.

کربن فعال پودری چیست؟

کربن فعال پودری (Activated Carbon Powder) یک ماده شیمیایی است که از مواد آلی مانند چوب، پوست میوه‌ها، پوسته‌ی دانه‌ها و… به دست می‌آید. برای تولید کربن فعال، ابتدا مواد خام با دمای بالا و در حضور یک ماده‌ی فعال‌کننده، مانند اسید فسفریک یا هیدروکسید پتاسیم، به آرامی گرم می‌شوند. سپس با تغییر دما و فشار، بخار آب را از آن خارج کرده و یک محصول با خاصیت جذب سطحی بالا ساخته می‌شود.
کربن فعال به دلیل ویژگی‌هایی مانند مساحت سطحی زیاد، خاصیت جذب بالا و توانایی حذف آلاینده‌های مختلف از آب و هوا به عنوان یک جاذب، تصفیه کننده آلودگی استفاده می‌شود. پودری که از کربن فعال به دست می‌آید، به عنوان یک ماده جاذب و تصفیه کننده مواد شیمیایی و رنگدانه‌ها در برخی صنایع نیز کاربرد دارد.

کربن فعال دانه ای چیست؟

در فیلتر کربن بلاک از بلوک های جامد کربن در ساخت فیلتر استفاده می شود و نسبت به فیلتر قبلی قدرت جذب پایین تری دارد. هدف استفاده از فیلتر های کربنی در دستگاه تصفیه آب به دلیل محافطت از فیلتر غشایی با فر آیند اسمز معکوس است بنابراین قبل از ورود آب به فیلتر ممبران باید کلر موجود در آب کاملا حذف شده باشد که آسیبی به غشای آن وارد نشود.

گازها و مایعات متصل شده به کربن فعال دانه ای می‌توانند به راحتی جدا شوند، بنابراین این نوع کربن فعال برای تصفیه هوا و آب و همچنین استفاده در ماسک‌های جاذب آلاینده هوا، برای جذب آلاینده‌ها و حفظ کیفیت هوا و ایجاد تنفس راحت، بسیار مفید است.

با این حال، استفاده از کربن فعال در تصفیه آب و حذف آلودگی های شیمیایی از آب، به دلیل اینکه این جاذب ها پس از مدتی اشباع می شوند، ممکن است به مشکلاتی منجر شود. اگر از کربن فعال برای مدت طولانی استفاده شود، می تواند به علت تجمع آلودگی ها، بوی نامطبوعی را تولید کند.

فیلتر های کربن فعال و  تاثیرات آن روی آب

فیلترهای کربنی یکی از روش‌های موثر حذف آلاینده‌های شیمیایی از آب می‌باشند. این فیلترها با استفاده از جاذب کربن فعال، مواد آلاینده را از آب جذب و حذف می‌کنند.

آلاینده‌هایی که می‌توانند توسط فیلترهای کربنی حذف شوند عبارتند از:

• کلر و مواد آلی مرتبط با آن مانند تری‌هالومتان‌ها، دی‌کلرومتان و …
• مواد آلی مانند بنزن، تولوئن، کسین و سایر هیدروکربن‌های آروماتیک
• آلاینده‌های آلی پایدار مانند فنل، ترکیبات فلزی و سایر مواد شیمیایی
• گازهایی مانند دی‌اکسید کربن، سولفور دی‌اکسید و نیتروژن اکسیدها
• آلاینده‌های آلی نیتروژنه مانند آمونیاک و نیتریت‌ها و نیترات‌ها
• مواد رنگزا و رزین‌ها
• هر گونه آلاینده‌های آلی که در آب وجود داشته باشند.

برخی مزایای استفاده از فیلتر کربن فعال:

1- حذف آلاینده‌های شیمیایی: به طور کلی، فیلترهای کربنی به دلیل داشتن ویژگی جاذبی قوی، به طور موثری به حذف بسیاری از آلاینده‌های شیمیایی از آب کمک می‌کنند. فیلتر کربن فعال می تواند موادی مانند یون های سنگین، مواد آلی، کلر، فلزات سنگین و سموم از آب حذف کند.
2- بهبود کیفیت آب: استفاده از کربن فعال در تصفیه آب می تواند باعث بهبود کیفیت آب شود، به عنوان مثال در حذف طعم و بوی ناپسند و رنگ از آب.
3- حذف بیولوژیکی مواد آلی: کربن فعال به عنوان یک فیلتر در سیستم های تصفیه فاضلاب نیز استفاده می شود تا مواد آلی و حاوی نیتروژن و فسفر از فاضلاب حذف شود.

سخن پایانی

گازهای خارج شده از خودروها، کارخانجات، صنایع شیمیایی و … همگی دارای ذراتی هستند که این ذرات می‌توانند بسیار خطرناک باشند. استفاده از کربن فعال به عنوان فیلتر می‌تواند به خوبی با کاهش آلودگی هوا و آب، به بهبود کیفیت زندگی کمک کند. در کل، انواع مختلف کربن فعال با توجه به شکل، اندازه، جاذبیت و مواد شیمیایی موجود هستند و بمنظور کاربردهای مختلف از آن‌ها استفاده می شود. در این مقاله به موضوع کربن فعال و تاثیرات آن روی آب پرداختیم امیدواریم که مطالب فوق برای شما کاربردی واقع شود.