فیلتر کربنی (کربن اکتیو) از رایج‌ترین روش‌های تصفیه آب‌وفاضلاب است که بر اساس کار پایه جذب مواد آلی موجود در آب توسط کربن‌های فعال است. یکی از اصلی‌ترین وظایف در در فیلترهای کربن فعال شده رفع کدری، بو و طعم آب است. به همین خاطر در انواع سیستم‌های تصفیه آب صنعتی، خانگی، استخرها و … کاربرد دارد. گروه سازه‌های آبی پیورآکوا توانسته با استفاده از سرمایه انسانی خود و تکنولوژی‌های روز دنیا طراحی و ساخت فیلتر کربنی را به صورت اختصاصی داشته باشد.
فیلتر کربنی (Carbon filter) چیست؟
جهت حذف مواد آلی در آب و فاضلاب‌های تصفیه شده، روش‌های متفاوت شیمیایی و فیزیکی وجود دارد. با توجه به نیاز سیستم تصفیه انتخاب می‌شود. یکی از روش‌های تصفیه آب استفاده از فیلتر کربنی (بستر کربن فعال) است. تمامی مواد آلی در آب یا پساب تصفیه شده ساختاری کربنی دارند، کربن فعال (براساس اصول شیمیایی) بهترین ماده جاذب برای این قبیل مواد است.
مواد آلی دارای چگالی کمتر از آب هستند و طی این فرایند سیالات از بالای مخزن آب وارد می‌شوند. گرانول‌های کربن فعال در مخزن با سیال در تماس هستند و مواد آلی در سیال را جذب می‌کنند. دلیل اصلی جذب مواد آلی توسط فیلتر کربنی ایجاد پیوند دوقطبی در لحظه‌ای که مواد جامد در آب با سطوح بیرونی فیلتر ایجاد می‌کند.
روش تصفیه آب با فیلتر کربن اکتیو
ساختار کلی دستگاه‌های تصفیه آب با فیلترهای کربن اکتیو شامل یک مخزن، شیر ورودی، سیلیس، کربن اکتیو و شیر خروجی است. جنس بدنه فیلتر از جنس استیل، با رنگ FRP یا اپوکسی سلخته می‌شود. آب دارای PH خنثی وارد مخزن می‌شود و با عبور از لایه‌های کربنی مواد آلی را از دست می‌دهد و بعد از عبور از سیلیس مواد جامد نیز حذف شده و آبی زلال و بدون بو از شیر خروجی به مخزن منتقل می‌شود.
فیلتر کربنی در تصفیه آب آشامیدنی
رنگ تیره آب نشان از موجود مواد آلی است که محیط رشد میکروب و باکتری را فراهم می‌کند. این آب به شدت برای سلامت انسان مضر است. تصفیه آب به روش فیلتر کربنی باعث بهبود رنگ و طعم آب بعد از عبور از فیلتر ذغالی می‌شود. مزیت این فیلترها این است که نیازی به مواد ضدعفونی‌کننده نیست و علاوه براین، کلر موجود در آب نیز حذف می‌شود.
تصفیه آب استخر
یکی از بهترین راهکارها در تمیز کردن آب استخر استفاده از دستگاه تصفیه آب با روش فیلتر کربنی و فیلتر شنی است. استفاده مداوم از آب استخر باعث تغییر رنگ، بو و رشد میکروب‌ها می‌شود. استفاده از این فیلترها بسیار مقرون به‌صرفه‌تر از سایر روش‌ها است و نیاز به مواد گندزدا کمتر می‌شود.
انواع فیلتر کربنی
انواع فیلترهای کربنی فرایند فعال‌سازی شیمیایی فعال‌سازی کربن فعال فیلتر کربنی با مواد شیمیایی، به این صورت است:
این روش با استفاده از اسیدهای قوی و حرارت متوسط، انجام می‌شود. یکی از محبوب‌ترین مواد شیمیایی که در فعال‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اسید فسفریک است. البته کلرید روی هم هنوز توسط برخی از تولیدکنندگان استفاده می‌شود. اسید فسفریک از لحاظ کیفیت و قیمت بهتر از کلرید روی است. از معایب این اسید می‌توان آسیب به محیط‌زیست را نام برد.
- فیلتر کربنی دانه‌ای (Granular Activated Carbon)
- فیلتر کربن اکتیو پودری (Powdered Active Carbon)
- فیلتر کربنی بلاک (Active Carbon Filter Block)
فیلتر کربنی دانه‌ای
فیلتر کربنی دانه‌ای یا گرانول (GAC) یا همان فیلتر کربن شنی تصفیه آب را با دانه‌های ریز مانند شن از جنس کربن، انجام می‌دهد.
فیلتر اکتیو کربن پودری
فیلتر پودری دارای میزان زیادی سطح تماس با قطرات آب و توانایی جذب مواد آلی و رفع رنگ و بو و طعم آب در آن بیشتر از دیگر فیلترها دارد.
فیلتر بلاک کربنی
فیلترهای کربنی بلاک با توجه به بزرگ بودن اندازه و ابعاد کربن قدرت جذب کمتری دارند اما در حذف مواد معلق موجود در آب می‌تواند بهتر از دو مورد قبل عمل کند. در دستگاه‌های تصفیه آب از دو نوع GAC و PAC استفاده می‌شود.
پیش تصفیه اسمز معکوس
جهت افزایش کارایی و بهبود سیستم تصفیه آب اسمز معکوس، به یک مرحله پیش تصفیه نیاز است. نصب فیلترهای کربنی در مرحله پیش تصفیه RO گام بزرگی برای حذف مواد آلی و کلر موجود در آن است که باعث می‌شود طول عمر فیلترهای اسمز معکوس افزایش پیدا کند.
قیمت فیلتر کربن فعال شده
در خرید دستگاه فیلتر کربنی، علاوه بر کیفیت و کارایی، قیمت آن نیز مهم است. از فاکتورهای مؤثر در قیمت فیلتر کربنی می‌توان به ابعاد، برند، جنس بدنه و … اشاره کرد.
برای اطلاع از قیمت فیلتر کربنی تولید شده توسط سازه‌های آبی پیور آکوا با شماره ۸۶۱۲۲۴۶۹-۰۲۱ تماس حاصل نمایید.
فرایند فعال‌سازی حرارتی
یکی از رایج‌ترین فرایندهای فعال‌سازی کربن فعال در طی سال‌های اخیر، فرایند فعال‌سازی حرارتی است. در این روش ابتدا با دمای تقریبا ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد، فرایند خشک شدن جاذب رخ می‌دهد. پس از آن کربن فعال در یک محیط بی‌اثر همچون آرگون یا نیتروژن قرار می‌گیرد و در دمای بین ۵۰۰ تا ۹۰۰ درجه سلسیوس، گرم می‌شود.
این فرایند در اصل به‌منظور از بین بردن و شکستن پیوندهای برقرار شده بین مواد و کربن فعال صورت می‌گیرد. در هر چرخه فعال‌سازی کربن فعال مورداستفاده در فیلتر کربنی به روش حرارتی، بین ۰.۵ تا ۵ درصد از کربن فعال، از بین می‌رود. که با توجه به این مسئله، لازم است فیلتر کربنی مجددا شارژ شود.
فیلتر کربنی به چه صورت کار می‌کند؟
این فیلترها که از کربن فعال ساخته شده‌اند، باید در معرض اکسیژن قرار گیرند تا منافذ در آنها به‌وجود بیاید. از فیلترهای کربنی می تواند جهت یک عملکرد خوب از یک بستر استفاده کرد. هر گرانول کربن، سطح فعال زیادی فراهم می نماید، و با عبور آب از بستر حاوی گرانول، بخشی از آلاینده ها خود را به راحتی از دست می دهد.
این نکته را بهتر است در نظر داشته باشید که کربن های فعال موجود در Carbon filtering نمی توانند همه آلاینده های موجود در مایع را حذف کنند. زیرا این گستره در انها محدود است. فیلتر کربنی تنها می تواند در از بین بردن مواد معدنی، طعم و بو، نمک ها، مواد آلی فرار، رسوب، کلر و ترکیبات (VOC) موثر باشد.
فیلتر کردن از بستر فیلتر کربنی
با روش بستر کربن فعال ناخالصی‌های موجود در آب‌های مختلف، با استفاده از یک فرایند جذب از مایع خارج می‌شود. فیلترهای کربن بر اساس قدرت جذب کار می‌کنند. در آن آلاینده‌های موجود در گاز یا مایع، در حفره‌های این فیلتر به دام می‌افتند. در نهایت نیز گاز یا مایع فیلتر شده، نسبت به سال‌های اولیه درصد کمتری آلاینده خواهد داشت. این بستر از گرانول‌های کربن بسیاری ساخته شده که هر یک از آنها متخلخل هستند.
بنابریان این میزان تخلخل زیاد، میزان جذب آلاینده‌ها را در سطح خاصی بالا می‌برد. مساحت سطح هر گرم کربن فعال که در فیلتر کربنی استفاده شده است، ۳۰۰۰ متر مربع است. از این دستگاه فیلتر کربن معمولاً برای تصفیه آب، فراوری گاز صنعتی و فیلتر هوا استفاده می‌شود.
یک مثال از کاربرد آن حذف سولفید هیدروژن از بیوگاز و سیلوکسان‌ها با این دستگاه انجام است. علاوه بر آن در کاربردهای دیگری مانند فیلترهای سیگار، ماسک‌های تنفسی، تصفیه نیشکر، EVAP در اتومبیل‌ها و بازیابی فلزات گران‌بها مانند طلا نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استفاده از فیلتر کربنی در تصفیه آب به از بین بردن ذرات رسوب همچون ترکیبات آلی فرار(VOC)، طعم و بوی بد، و از بین بردن کلر در آب کمک می‌کند. البته این مسئله را در نظر داشته باشید که استفاده از این فیلتر برای از بین بردن مواد معدنی، مواد معدنی محلول در بدن و نمک‌ها موثر نیست.
ذرات معمولی که با استفاده از این فیلتر حذف می‌شوند، دارای اندازه ای بین ۰.۵ تا ۵۰ میکرومتر هستند. از این رو کارایی آن نه تنها به اندازه ذرات موجود در آب وابسته است، بلکه به سرعت جریان سیال نیز بستگی زیادی دارد.
