الفرق بين أنواع الكربون في مرشحات معالجة المياه

يستخدم عدد مختلف من أنواع الكربون في مختلف أنواع مرشحات معالجة المياه membranes. حيث تُستخدم على نطاق واسع لتنقية مياه الشرب في المنازل والمؤسسات والشركات، وذلك لضمان جودة المياه وصلاحيتها للشرب. إنّ وجود الملوّثات، وزيادة نسبة الكلور في المياه، تؤثر جميعها في جودة وطعم المياه. كما تؤثر أيضاً في صحة الإنسان، وفي الفوائد المنتظرة من شرب الماء، الذي هو أساس الحياة. كما تستخدم فلاتر الكربون كعملية تسبق علاج المياه بالتناضح العكسي، وكمرشحات متخصّصة مصمّمة لإزالة خراجات ‏مقاومة الكلور.‏

تعريف الفلتر الكربوني

هو أداة لتصفية المياه من الملوثات والشوائب. الفلتر الكربوني يُعرف أيضاً بـ (الترشيح بالكربون) حيث تستخدم قطعة من الكربون النشط مصممة لتصفية أكبر قدر ممكن من الملوثات الموجودة في المياه.

يمكن صنع وسائط الكربون من العديد من المواد مثل قشور جوز الهند ، والخيزران، وقشور الفاكهة، ‏وأشهرها الفحم. عند معالجتها من خلال عملية “التنشيط” ستفتح وسائط الكربون عددًا هائلاً من ‏المسام التي تمكن الكربون من التقاط الملوثات وهو ما يعرف باسم “الامتزاز/ الاستجذاب/ الادمصاص”. تستخدم وظيفة امتصاص ‏الكربون المنشط على نطاق واسع في عملية تنقية المياه السكنية والتجارية والصناعية.‏

ما هو الكربون النشط

الكربون النشط (Activated Carbon)‏ أو الفحم المنشط، هو فحم مسامي ذو مساحة سطح عالية جداً، ويتمتع بقدرة كبيرة على الامتصاص الكيميائي للغازات والسموم الموجودة حوله. لذلك فهو متعدد الاستخدامات وبخاصة في تنقية المياه الملوثة ومياه الصرف الصحي للاستخدام للشرب وللزراعة وللصناعة. ويستخدم أيضاً في قتل البكتيريا وإزالة الروائح الكريهة من الهواء.

خصائص الفلتر الكربوني

يعتبر الفلتر الكربوني الأكثر فعالية في إزالة الكلور، والرواسب، والمركبات العضوية المتطايرة   (VOCs) من المياه. ولكنه ليس فعالاً في إزالة المعادن، الأملاح، والمركبات غير العضوية الذائبة. إنّ أحجام الجسيمات النموذجية التي يمكن إزالتها عن طريق فلاتر الكربون تتراوح ما بين 0.5 إلى 50 ميكرومتر.

تعتمد كفاءة الفلتر الكربوني أيضاً على معدّل تدفّق الماء. إنّ تدفّق الماء بمعدّل بطيء يجعل الفلتر الكربوني أكثر قدرة على امتصاص الملوثات ذات الأحجام المناسبة.

مسحوق الكربون النشط (PAC)

يتم تصنيع الكربون المنشط في شكل جزيئات كمساحيق أو حبيبات دقيقة يقل حجمها عن 1.0 مم بمتوسط قطر يتراوح بين 0.15 و 0.25 مم. وبالتالي فإنها تقدم نسبة سطح كبيرة إلى حجم مع مسافة انتشار صغيرة. يستخدم هذا النوع من الكربون النشط عادةً في تطبيقات الامتزاز في المرحلة السائلة ويوفر تكاليف معالجة منخفضة ومرونة في التشغيل.

الكربون المنشط الحبيبي (GAC)

تتراوح أحجام الكربون الحبيبي المنشط بشكل عام في أحجام الجسيمات من 0.2 مم إلى 5 مم ويمكن استخدامها في كل من تطبيقات الطور الغازي والسائل. يحتوي الكربون المنشط الحبيبي (GAC) على حجم جسيم أكبر نسبيًا مقارنة بالكربون المنشط المسحوق ، وبالتالي ، يمثل سطحًا خارجيًا أصغر. هذه الكربونات مناسبة لامتصاص الغازات والأبخرة ، لأن المواد الغازية تنتشر بسرعة. تُستخدم الكربونات الحبيبية في تنقية الهواء ومعالجة المياه ، وكذلك لإزالة الروائح الكريهة العامة وفصل المكونات في أنظمة التدفق وفي أحواض الخلط السريع.

الكربون المنشط المبثوق (EAC)

الكربون المنشط المبثوق هو منتج حبيبات أسطواني يتراوح حجمه من 1 مم إلى 5 مم. هو عبارة عن كربون نشط شديد التحمل نتيجة لعملية البثق. يجمع الكربون المنشط المبثوق (EAC) بين مسحوق الكربون المنشط مع مادة رابطة ، والتي يتم دمجها معًا وبثقها في كتلة كربون نشطة أسطوانية الشكل بأقطار تتراوح من 0.8 إلى 130 ملم. تستخدم هذه بشكل أساسي في تطبيقات الطور الغازي بسبب انخفاض الضغط المنخفض والقوة الميكانيكية العالية ومحتوى الغبار المنخفض. يباع أيضًا كمرشح CTO (الكلور ، الطعم ، الرائحة).

خصائص الكربون النشط

عند اختيار الكربون المنشط لتطبيق معين ، يجب مراعاة مجموعة متنوعة من الخصائص. يمكن لمهندسي رعاية المياه إرشادك في اختيار الكربون المنشط المناسب لاحتياجاتك.

هيكل المسام

يختلف هيكل المسام للكربون المنشط وهو إلى حد كبير نتيجة لمصدر المواد وطريقة الإنتاج. هيكل المسام ، إلى جانب قوى الجاذبية ، هو ما يسمح بحدوث الامتزاز.

الصلابة

تعتبر الصلابة أيضًا عاملاً رئيسيًا في الاختيار. تتطلب العديد من التطبيقات أن يكون للكربون المنشط قوة جسيمات عالية ومقاومة للتآكل (تكسير المواد إلى حبيبات). الكربون المنشط المنتج من قشور جوز الهند لديه أعلى صلابة من الكربون المنشط.

خصائص الامتزاز

تشتمل الخصائص الامتصاصية للكربون المنشط على العديد من الخصائص ، بما في ذلك القدرة على الامتصاص ، ومعدل الامتزاز ، والفعالية الكلية للكربون المنشط. اعتمادًا على التطبيق (سائل أو غاز) ، يمكن الإشارة إلى هذه الخصائص من خلال عدد من العوامل ، بما في ذلك رقم اليود ، ومساحة السطح ، ونشاط رابع كلوريد الكربون (CTC).

الكثافة الظاهرية

بينما لن تؤثر الكثافة الظاهرية على الامتزاز لكل وحدة وزن ، إلا أنها ستؤثر على الامتزاز لكل وحدة حجم للكربون المنشط.

الرطوبة

من الناحية المثالية ، يجب أن تنخفض كمية الرطوبة الفيزيائية الموجودة في الكربون المنشط في حدود 3-6٪.

محتوى الرماد

محتوى الرماد للكربون المنشط هو مقياس للجزء الخامل وغير المتبلور وغير العضوي وغير القابل للاستخدام من المادة. من الناحية المثالية ، سيكون محتوى الرماد منخفضًا قدر الإمكان ، حيث تزداد جودة الكربون المنشط مع انخفاض محتوى الرماد.

قيمة الرقم الهيدروجيني

غالبًا ما يتم قياس قيمة الأس الهيدروجيني للتنبؤ بالتغير المحتمل عند إضافة الكربون المنشط إلى السائل.

حجم الجسيمات

حجم الجسيمات له تأثير مباشر على حركية الامتزاز ، وخصائص التدفق ، وقابلية ترشيح الكربون المنشط.

نصائح عند استخدام مرشح الكربون بمختلف أنواعه لمعالجة المياه

• شراء المرشح من مصدر موثوق والتأكد من العلامة التجارية.
• التأكد من توافر قطع الغيار والشمعات الأصلية.
• عمل صيانة دورية على الجهاز من قبل الشركة المصنّعة.
• شراء جهاز قياس الأملاح لاختبار جودة المياه ونسبة الأملاح التي تحتوي عليها.
• التنظيف والصيانة بشكل دوري وفقاً لتوصيات الشركة المصنّعة.