دليلك الشامل لشراء مرشح الكربون الصلب
يعتبر مرشح الكربون الصلب الذي تم ظهوره أول مرة في أوائل السبعينيات، واحد من أكثر التقنيات فعالية والأكثر استخدامًا في صناعة معالجة مياه الشرب في نقطة الاستخدام. يتم استخدام كتل الكربون الصلبة، أو ببساطة كتل الكربون، إما كطرق معالجة قائمة بذاتها أو بالاشتراك مع تقنيات الترشيح الأخرى. على الرغم من أن الأمر يبدو بسيطًا للوهلة الأولى، إلا أن هناك العديد من العوامل التي يجب تقييمها عند تصميم وتصنيع فلتر مياه ذو كتلة كربونية فعالة. نعمل على توضيح النقاط الرئيسية التي يجب على المشتري وضعها في الاعتبار عند اختيار مواصفات المرشح المناسب.
الكربون المنشط لترشيح المياه
ثبت أن الكربون المنشط مناسب بشكل مثالي لتصفية المذاق والروائح والملوثات من الماء. الكربون المنشط هو شكل من أشكال الكربون الذي تمت معالجته لزيادة مسامية الحبيبات الفردية، مما ينتج عنه مساحة سطح كبيرة متاحة للامتصاص. تعد مساحة السطح الأكبر عاملاً مهمًا في امتصاص الملوثات لأنها توفر بيئة أفضل لاستيعاب المادة المذابة. إن التكلفة المنخفضة نسبيًا للكربون وتوافره الواسع تجعله وسائط ممتازة مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
يستخدم الكربون المنشط في تنقية المياه في شكلين أساسيين:
- الكربون النشط الحبيبي (GAC)
- الكربون الصلب
يستخدم كلا النموذجين الكربون الذي تم طحنه إلى أحجام جسيمات صغيرة. يتم طحن الكربون المصدر لـ GAC إلى جزيئات أصغر من 0.84 مم ولكنها أكبر من 0.30 مم. لإنتاج كتل الكربون ، يتم طحن الجسيمات إلى “شبكة دقيقة” أصغر من 7 إلى 19 مرة من 0.045 مم ~ 0.18 مم.
ما هي تكنولوجيا الكربون الصلب ولماذا يعتبر الكربون الصلب هو الخيار الأفضل
يتكون الكربون الصلب بشكل أساسي من حبيبات الكربون المنشط وعامل ربط يسمح لحبيبات الكربون بالحفاظ على موضع ثابت بالنسبة لبعضها البعض. تعمل كتلة الكربون على شل حركة جزيئات الكربون لتعزيز توحيد الأداء، ومنع المياه من التوجيه، وهو أمر شائع مع GAC. عادة ما يتم تعبئة GAC في طبقة فضفاضة مضمنة في خرطوشة مغلقة أو وعاء ضغط. يتدفق الماء عبر عمود الكربون السائب ، متخذًا المسار الأقل مقاومة. يتم تشكيل كتلة الكربون في خرطوشة ذات أبعاد محددة مسبقًا. يجبر استخدام الأغطية الطرفية الماء على التدفق عبر المسام الثابتة للكتلة الكربونية.
- إن هذا الهيكل المسامي المنتظم بين حبيبات الكربون الفردية هو الذي يمكّن كتلة الكربون من تحقيق فعالية أعلى في تقليل الملوثات. يزيد الهيكل المسامي الموحد لكتلة الكربون أيضًا من وقت التلامس مع وسائط المرشح، مما يزيد من قدرة الكتلة على إزالة الملوثات.
- يوفر حجم الجسيمات الأصغر والبنية المسامية الموحدة لكتلة الكربون مستوى عالٍ من الفعالية بحجم أصغر بكثير من الكربون النشط الحبيبي GAC بنفس معدل التدفق. لهذا السبب، يتم استخدام GAC عادةً كطريقة معالجة للملوثات الجمالية (إزالة الذوق والرائحة واللون).
مقارنة بين الكربون الصلب والكربون الحبيبي
- تتجاوز فلاتر الكربون الصلب التحسين الجمالي للمياه من خلال تقليل الجسيمات، والأكياس المجهرية، والرصاص، والمواد الكيميائية العضوية المتطايرة (VOCs) ، والملوثات الأخرى.
- يمكن أن تكون الرواسب الكربونية، أو غبار الكربون، مصدر قلق كبير للمستخدمين. تطلق فلاتر GAC الجديدة موجة من المياه السوداء التي تحتوي على حبيبات الكربون عند استخدام الفلتر لأول مرة. نظرًا لتكوينها الثابت، تنتج كتلة الكربون الحد الأدنى من جزيئات الكربون عند بدء التشغيل. وبالتالي تقليل الحاجة إلى الغسيل العكسي أو التنظيف. هذا أيضا عمليا يزيل جزيئات الكربون أثناء التشغيل المستمر للفلتر.
- ميزة أخرى للكربون الصلب على الكربون النشط الحبيبي GAC هي أنه يمكن التحكم في حجم مسام الكتلة إلى حجم صغير بما يكفي للقضاء فعليًا على نمو البكتيريا داخل الفلتر. يمكن أن يوفر طبقة فضفاضة من الكربون مساحة واسعة لاستعمار البكتيريا.
بشكل عام ، تعد كتلة الكربون الصلب خيارًا أفضل في تطبيقات تنقية المياه لأنها فعالة للغاية في إزالة الملوثات. وتكلفتها المنخفضة نسبيًا، وحجمها الصغير، واستخدام الموارد المتجددة، وعامل الشكل الصغير، ومقاومة نمو البكتيريا.
كيف يقوم الكربون الصلب بتصفية المياه
تستخدم فلاتر المياه ذات الكتلة الكربونية ثلاث عمليات لإزالة أو تقليل الملوثات من مياه الشرب:
- تُعرف عملية الترشيح الأكثر وضوحًا بالترشيح الميكانيكي: يعمل الترشيح الميكانيكي مثل الغربال، حيث يتم التخلص من الجسيمات ذات الحجم المادي الأكبر من مسام الفلتر. يمكن للكتل الكربونية أن ترشح ميكانيكيًا جزيئات صغيرة مثل نصف ميكرون (دون الميكرون).
- تُعرف عملية الترشيح الأخرى المستخدمة في بعض مرشحات الكربون الصلب ذات الغلاف الخارجي المصمم خصيصًا باسم الامتزاز الحركي: تعمل هذه العملية عندما يمر الماء عبر الغلاف الخارجي ، مما يجعل المادة الموجودة في الغلاف تكتسب شحنة جزيئية موجبة تجذب الأيونات السالبة لبعض الملوثات.
- تستخدم مرشحات كتلة الكربون أيضًا الامتزاز المادي: هذه هي العملية التي من خلالها يجذب الكربون نفسه الملوثات. تحتوي جزيئات الكربون المنشط على مساحة كبيرة جدًا لجذب الملوثات والاحتفاظ بها. يمكن أن تتجنب المواد اللاصقة المصممة خصيصًا والمستخدمة في كتل الكربون المضغوطة إخفاء سطح الكربون ، وبالتالي تحسين قدرتها على تقليل مستويات الملوثات.
مرشح الكربون الصلب مقابل تقنيات الترشيح الأخرى
تُقارن فلاتر المياه ذات الكتلة الكربونية بشكل إيجابي مع التقنيات الأخرى وغالبًا ما يتم استخدامها جنبًا إلى جنب معها. تتمتع فلاتر GAC عمومًا بقدرات عالية جدًا لتقليل أو إزالة الملوثات الجمالية مثل الأذواق الرديئة أو الروائح أو الألوان. لهذه الأسباب ، يشار إلى مرشحات GAC باسم مرشحات “الطعم والرائحة”. ومع ذلك، توفر فلاتر GAC القليل من وقت الاتصال بين الماء والكربون، لذا فهي تعمل بشكل سيئ لتقليل الملوثات ذات الأهمية الصحية. تعمل فلاتر GAC بشكل جيد كمرشحات أولية لمرشحات كتلة الكربون أو التقنيات الأخرى.
إنها الأنسب لمتطلبات معدل التدفق العالي، مثل تطبيقات Point Of Entry (POE). حيث لا تحتاج المياه بالضرورة إلى جودة مياه الشرب ولكن تحسين الجودة للاستحمام والاستخدامات الأخرى. مع استمرار تزايد الطلب على مياه الشرب عالية الجودة، سيستمر تسويق أنواع جديدة من الوسائط، من نشارة المعادن إلى قشور الجوز. يمكن أن تكون بعض المواد استثنائية تمامًا في تقليل ملوث معين في الماء ، ولكن هناك مجموعة واسعة من الملوثات التي يجب معالجتها – ليس واحدًا أو اثنتين فقط.
مرشح الكربون الصلب مقابل التناضح العكسي
التناضح العكسي هو تقنية تستخدم غشاء شبه نافذ لفصل الملوثات غير العضوية عن الماء. التناضح العكسي ليس لديه قدرة مستقلة لخفض مستويات معظم المركبات العضوية المتطايرة. تتميز معظم أنظمة التناضح العكسي بإنتاج منخفض جدًا ويمكن أن تستغرق عدة ساعات لإنتاج جالون واحد فقط من الماء. يتطلب وقت المعالجة البطيء للتناضح العكسي استخدام خزان مضغوط لتخزين المياه المعالجة. تولد عملية دفع المياه من خلال الغشاء أيضًا تيارًا من المياه العادمة التي يتم تصريفها عادةً. يمكن أن تصل نسبة المياه المهدرة إلى المياه المعالجة من 5 إلى 1. يعمل التناضح العكسي على إزالة المعادن والعناصر النزرة الضرورية لصحة جيدة، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحموضة في مياه المنتج.
