کربن ماده ای است که همواره به عنوان جاذب بسیار قوی برای ناخالصی ها در مایعات مختلف در نظر گرفته شده و کاربردهای زیادی در زمینه تصفیه آب دارد. این پدیده به دلیل سطح تماس بسیار بالایی است که زغال سنگ به دلیل ساختار مولکولی و قابلیت جذب هزاران ماده شیمیایی محلول با مایع خود دارد. کربن فعال یک کربن با بار الکتریکی مثبت است ، بنابراین می تواند یونهای منفی را از ناخالصی ها جذب کند.
فیلترهای کربن فعال به طور گسترده ای در تصفیه خانه ها و تصفیه آب آشامیدنی خانگی مورد استفاده قرار می گیرند و عمدتا دو نوع کربن فعال دانه ای (GAC) و کربن فعال پودری (PAC) وجود دارد ، اگرچه هر دو نوع موجود است. فیلترها بسیار م effectiveثر هستند ، اما کربن فعال پودری نسبت به کربن فعال دانه ای به دلیل سطح تماس بیشتر مایع ، قابلیت جذب بالاتری دارد. بازده عملکرد فیلترهای کربن فعال به دو عامل مهم بستگی دارد. عامل اول میزان کربن است و عامل دوم زمان تماس سیال با کربن است. هرچه سرعت سیال کمتر باشد ، زمان تماس سیال با کربن بیشتر و البته جذب ناخالصی ها بهتر است.
(A) کربن فعال دانه ای
(ب) کربن فعال پودر شده
فیلترهای کربن فعال بر اساس اندازه ذرات جذب شده رتبه بندی می شوند و معمولاً از 50 میکرون (ضعیف ترین فیلتر) تا 0.5 میکرون (قوی ترین فیلتر) متغیر است.
به طور معمول ، فیلترهای ذغالی که برای تصفیه آب رومیزی یا زیر سینک استفاده می شوند حاوی 340 تا 680 گرم زغال هستند. متداول ترین مواد اولیه فیلترهای کربنی که برای تصفیه آب استفاده می شود ذغال سنگ ، چوب یا پوست برخی میوه ها از جمله پوسته نارگیل است. در حالی که زغال پوسته نارگیل حدود 20 درصد گرانتر از انواع دیگر است ، به دلیل بازدهی بیشتر ، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و رایج تر است.
فیلترهای کربن به طور گسترده ای در سیستم های تصفیه آب خانگی استفاده می شود. این فیلترها را می توان به تنهایی برای بهبود طعم و بوی آب ، حذف کلر و بسیاری از آلاینده های دیگر و همچنین پیش تصفیه برای سیستم های اسمز معکوس استفاده کرد.
س importantال مهم دیگری که مطرح می شود این است که فیلتر کربن چه آلودگی هایی را از آب حذف می کند. زغال فعال باعث حذف یا کاهش بسیاری از آلاینده ها و مواد شیمیایی از جمله کلر ، بنزن ، ترکیبات THM ، رادون و بسیاری از موادی می شود که حتی در آب آشامیدنی یافت می شود. برخی از فیلترهای کربنی همچنین می توانند برخی از آلاینده های فلزات سنگین موجود در آب را کاهش دهند. زغال فعال همچنین تأثیر قابل توجهی بر H2S در آب دارد و باعث طعم و بوی بسیار ناخوشایند می شود. زغال فیلتر فشرده همچنین می تواند بسیاری از ذرات تا قطر 0.5 میکرون را که رنگ آب را تیره می کند حذف کند.
با این حال ، باید توجه داشت که آلودگی های زیادی وجود دارد که فیلتر کربن آنها را حذف نمی کند. اینها شامل نمک ، نمک ، TDS ، سختی ، آرسنیک ، آزبست ، مس ، نیترات ، سولفات و بسیاری از انواع دیگر آلاینده ها هستند. دستگاه های اسمز معکوس یا تقطیر برای حذف این آلودگی ها استفاده می شود.
فیلترهای کربنی نیز برای حذف رسوبات از آب مناسب نیستند. زیرا چسبندگی این مواد به سطح فیلتر کربن باعث کاهش سطح کربن برای تصفیه آب شده و کارایی آن را تا حد زیادی کاهش می دهد. بنابراین ، فیلترهای پیش تصفیه معمولاً برای جذب رسوب ، معمولاً پروپیلن استفاده می شود. این فیلترها علاوه بر افزایش کارایی فیلترهای کربنی ، طول عمر آنها را نیز افزایش می دهند.