تعریف کربن فعال
"کربن فعال" شامل خانواده ای از مواد است که اعضای آنها در درجه اول به واسطه خاصیت گیرنده و کاتالیزوری آنها مشخص می شوند. مواد اولیه مختلف و فرآیندهای تولید محصولات نهایی را با خصوصیات مختلف تولید می کنند.
کربن فعال شده می تواند از انواع مواد کربنی ساخته شده و به منظور تقویت خواص جاذب آن پردازش شود.
برخی از مواد متداول که برای ساختن کربن فعال استفاده می شود عبارتند از:
زغال سنگ قیر
استخوانها
پوسته های نارگیل
لیگنین
ذغال سنگ نارس
پوسته های پکن
باقیمانده های نفتی
خاکستر سیاه پالپ آسیاب
شکر
لجن تصفیه فاضلاب
و چوب
کیفیت محصول نهایی تحت تأثیر ماده اولیه است. در گذشته کربن های فعال شده ای که برای مصارف صنعتی استفاده می شدند معمولاً از چوب ، ذغال سنگ نارس و سایر مشتقات گیاهی تولید می شدند. امروزه ، لیگنین ، زغال سنگ طبیعی و کک به دلیل در دسترس بودن بیشترین منابع کربن فعال هستند.
واحد ساختاری اساسی کربن فعال از نظر ساختار گرافیت خالص با اختلافات جزئی تقریباً نزدیک است. ساختار کربن فعال در مقایسه با ساختار گرافیت به دلیل اکسیداسیون تصادفی لایه های گرافیت کاملاً بی نظم است.
آرایش منظم پیوندهای کربن در سطح کریستالیت ها در طی فرآیند فعال سازی مختل می شود و دارای ظرفیت های رایگان هستند که بسیار واکنش پذیر هستند.
ساختاری که توسعه می یابد تابعی از دمای کربن سازی و فعال سازی است. در طی فرآیند کربن سازی چندین هسته معطر با ساختاری شبیه به گرافیت تشکیل می شود. از طیف نگاری اشعه ایکس این ساختارها به عنوان میکرو کریستالیتهایی متشکل از حلقه های شش ضلعی ذوب شده از اتم های کربن تعبیر شده اند
وجود ناخالصی ها و روش تهیه بر شکل گیری جای خالی داخلی در میکرو کریستالی تأثیر می گذارد.
فرآیند تصفیه آب با استفاده از کربن فعال
کربن فعال گرانولی (GAC) معمولاً بعد از عملیات های انعقادی و رسوب گذاری و معمولاً در مراحل اولیه ضدعفونی که در طی آن می توان واکنش شیمیایی را انجام داد در تصفیه آب به کار گرفته می شود.
علاوه بر این آب برای پیشگیری از رشد بیولوژیکی مزاحم قبل از عبور از جاذب های GAC ضد عفونی می شود. در بسیاری از موارد کربن فعال شده به عنوان یک ماده فیلتر گرانول برای از بین بردن ذرات عمل می کند.
معمولاً آب از طریق بسترهای کربن فعال گرانولی( GAC ) به سمت پایین منتقل می شود. فراوانی شستشوی برگشتی به میزان ذرات خارج شده و میزان رشد می بستگی دارد. برخی از مخلوط کردن دانه های GAC در این مرحله انجام می شود اگرچه این گرایش توسط طبقه بندی اندازه ذرات در هنگام شستشو مقابله می شود.
پس از تصفیه آبرسانی با کربن فعال گرانولی (GAC) معمولاً از ضد عفونی کننده برای کاهش تعداد کل باکتریها استفاده می شود که بعضی از آنها به علت رشد می در جاذب ها ممکن است وجود داشته باشد.
مواد ضد عفونی کننده کافی معمولاً برای اطمینان از باقیمانده در سیستم توزیع استفاده می شود تا از آلودگی آب پیشگیری شود. معمولاً با واکنش با GAC از بین می روند.
در موارد خاص برخی از رزین های مصنوعی به عنوان جایگزینی برای GAC عمل می کنند یا ممکن است از آنها در رابطه با GAC برای تهیه کیفیت مطلوب آب استفاده شود.
تفاوت اصلی بین رزین ها و کربن فعال گرانولی (GAC) در این است که رزین ها با استفاده از محلول های آبی اسید ها و یا نمک ها یا حلال های بدون آب یا بخار احیا می شوند در حالی که GAC معمولاً از نظر حرارتی بازسازی می شود.
به طور کلی رزین ها معمولاً به مرحله پیش تصفیه نیاز دارند که به ماهیت رزین بستگی دارد.
کربن فعال پودری (
PAC یا در حوضه رسوب گذاری یا توسط فیلتر شنی سریع حذف می شود. هیچ تلاشی برای احیای آن در طول تصفیه آب انجام نمی گردد. اینکه آیا PAC می تواند برای از بین بردن ارگانیک به غیر از مواردی که باعث طعم و بوی تهاجمی می شوند مورد استفاده قرار گیرد ، نیاز به بررسی دقیق تر دارد.
انواع مختلفی از GAC و PAC به دلیل تغییر در مواد اولیه و عملیات های تولید از نظر تجاری در دسترس هستند. از آنجا که انواع آلاینده های آلی از مکانی به مکان دیگر متفاوت است .
ترکیبات شیمیایی که وارد عملیات تصفیه آب جذب می شوند شامل مواد هیومیک با وزن مولکولی بالا ترکیبات ارگانیک با وزن کم مولکولی با منشا طبیعی یا صنعتی و محصولات حاصل از تصفیه قبلی مانند کلر زنی یا اوزونیزاسیون می باشد.
بخشی از مواد شیمیایی را می توان با فرآیند شفاف سازی حذف نمود و یا توسط جاذب یا هر قطعه می در بستر جاذب جذب شد. برخی از ترکیبات ممکن است غیر قابل جذب باشند یا فقط بسیار ضعیف هستند.
ترکیبات شیمیایی که از فرایند تصفیه جذب خارج می شوند می توانند همان مواد شیمیایی وارد گیاه شوند یا ممکن است محصول واکنش شیمیایی یا عملکرد می در سیستم باشند.
ترکیبات آلی ممکن است در پساب یک ستون جذب ظاهر شوند زیرا سایتهای جذب موجود اشباع شده یا به دلیل اینکه توسط سایر ارگانیک ها از محل جذب جابجا شده اند. از آنجا که جذب اغلب قابل برگشت می باشد ممکن است ترکیبات جاذب کاهش یافته و هنگامی که غلظت های تأثیرگذار آن ترکیبات کاهش می یابد در پساب نمایان می شوند.
این پدیده ها ممکن است منجر به ظهور غلظت بیشتری از یک ترکیب در پساب نسبت به تأثیرگذار در آن شود. بنابراین ، هم تنوع کیفی و هم کمی از کربن فعال که وارد عملیات جذب می شوند بر کیفیت آب تولید شده توسط آن تأثیر می گذارد.
تعریف کربن فعال
"کربن فعال" شامل خانواده ای از مواد است که اعضای آنها در درجه اول به واسطه خاصیت گیرنده و کاتالیزوری آنها مشخص می شوند. مواد اولیه مختلف و فرآیندهای تولید محصولات نهایی را با خصوصیات مختلف تولید می کنند.
کربن فعال شده می تواند از انواع مواد کربنی ساخته شده و به منظور تقویت خواص جاذب آن پردازش شود.
برخی از مواد متداول که برای ساختن کربن فعال استفاده می شود عبارتند از:
زغال سنگ قیر
استخوانها
پوسته های نارگیل
لیگنین
ذغال سنگ نارس
پوسته های پکن
باقیمانده های نفتی
خاکستر سیاه پالپ آسیاب
شکر
لجن تصفیه فاضلاب
و چوب
کیفیت محصول نهایی تحت تأثیر ماده اولیه است. در گذشته کربن های فعال شده ای که برای مصارف صنعتی استفاده می شدند معمولاً از چوب ، ذغال سنگ نارس و سایر مشتقات گیاهی تولید می شدند. امروزه ، لیگنین ، زغال سنگ طبیعی و کک به دلیل در دسترس بودن بیشترین منابع کربن فعال هستند.
واحد ساختاری اساسی کربن فعال از نظر ساختار گرافیت خالص با اختلافات جزئی تقریباً نزدیک است. ساختار کربن فعال در مقایسه با ساختار گرافیت به دلیل اکسیداسیون تصادفی لایه های گرافیت کاملاً بی نظم است.
آرایش منظم پیوندهای کربن در سطح کریستالیت ها در طی فرآیند فعال سازی مختل می شود و دارای ظرفیت های رایگان هستند که بسیار واکنش پذیر هستند.
ساختاری که توسعه می یابد تابعی از دمای کربن سازی و فعال سازی است. در طی فرآیند کربن سازی چندین هسته معطر با ساختاری شبیه به گرافیت تشکیل می شود. از طیف نگاری اشعه ایکس این ساختارها به عنوان میکرو کریستالیتهایی متشکل از حلقه های شش ضلعی ذوب شده از اتم های کربن تعبیر شده اند
وجود ناخالصی ها و روش تهیه بر شکل گیری جای خالی داخلی در میکرو کریستالی تأثیر می گذارد.
درباره این سایت