انواع محصولات تخصصی کربن اکتیو

انواع محصولات تخصصی کربن اکتیو

کربن شسته شده با اسید

 کربن فعال حاوی مقادیر متفاوتی خاکستر است که بسته به ماده اولیه و فرآوری آن بستگی دارد. شستشوی اسیدی بیشتر خاکستر و فلزات محلول در اسید را قبل از قرار دادن کربن در یک جریان اسیدی از بین می‌برد یا از آن خارج می‌شود. درجه اسیدشویی معمولاً با خاکستر محلول در اسید و/یا آهن محلول در اسید (نشان دهنده تمام فلزات) برای محصول مشخص می شود. شستشوی اسیدی ممکن است حجم شستشوی مورد نیاز برای کاهش pH پساب را تا حد قابل قبولی کاهش دهد. با این حال، شستشوی اسیدی به تنهایی به طور معمول برای حذف مقادیر بالای pH پساب اولیه کافی نیست.

کربن کاتالیزوری

 به طور کلی، هر محصول کربن فعال به دلیل وجود تعداد کمی از ویژگی های شیمیایی موجود در گوشه های صفحه پایه گرافیتی آن، دارای فعالیت کاتالیزوری است. برای افزایش فعالیت کاتالیزوری کربن، سطح توسط یک فرآیند شیمیایی یا دیگر اصلاح می‌شود که در آن ساختار الکترونیکی کربن به گونه‌ای تغییر می‌کند که کربن حاصل قابلیت کاتالیزوری را افزایش می‌دهد. در نتیجه، کربن کاتالیزوری (همچنین به عنوان کربن اصلاح‌شده سطحی شناخته می‌شود) تولید شده توسط این روش نه تنها از نظر جذب شیمیایی، بلکه ظرفیت جذب فیزیکی نیز دارد. کربن کاتالیزوری در حذف کلرامین بسیار موثرتر از کربن استاندارد است. یک آزمایش نشان داد که در شرایط مشابه، ظرفیت 5 برابری برای پیشرفت کلرامین نسبت به کربن فعال استاندارد وجود دارد.

کربن تثبیت شده با pH

اکثر محصولات کربن فعال یک پساب اولیه با pH بیشتر از 7 تولید می کنند. افزایش واقعی pH به عوامل مختلفی مانند بارهای سطحی روی کربن فعال، محتوای خاکستر ماده اولیه، کل جامدات محلول (TDS) بستگی دارد. ) آب ورودی، ظرفیت بافری آب ورودی و pH آب ورودی. از نظر تاریخی، تصور می شد که افزایش pH اولیه به دلیل محتوای خاکستر کربن فعال باشد. با این حال، مطالعات اخیر نشان داده است که شستشوی اسیدی به تنهایی به طور معمول برای حذف مقادیر بالای pH پساب اولیه کافی نیست. اکنون اعتقاد بر این است که مکانیسم اولیه برای افزایش pH اولیه به دلیل مکان‌های دارای بار مثبت روی کربن است که در طول فرآیند فعال‌سازی تشکیل شده است. به نظر می رسد که این مکان ها آنیون های آب خوراک را مبادله می کنند و در نتیجه PH را افزایش می دهند. راه حل مشکل افزایش pH از طریق اکسیداسیون کنترل شده سطح کربن فعال است که پدیده تبادل یونی را مهار می کند و pH پساب را تثبیت می کند. کربن تثبیت شده با pH برای کاهش افزایش بالقوه pH (مقدار و مدت) که می تواند هنگام آنلاین کردن بستر کربن تازه رخ دهد، استفاده می شود. کربن دارای مشخصات اضافه شده با حداکثر "PH تماس اصلاح شده" است تا نشان دهد که یک محصول تثبیت شده با pH است.

مقالات دیگر: آشنایی با کربن اکتیو

تعاریف و خواص کربن فعال

تعداد سایش/سختی: اندازه گیری نسبی توانایی کربن فعال دانه ای یا گلوله ای برای مقاومت در برابر ساییدگی در حین جابجایی و استفاده.

جذب: فرآیندی که در آن مولکول‌ها توسط یک مایع یا جامد جذب می‌شوند و در سراسر بدن مایع یا جامد توزیع می‌شوند و معمولاً با تورم محیط همراه است. کربن های فعال دیگر مواد (ناخالصی ها) را جذب نمی کنند.

جذب سطحی: فرآیندی که در آن مولکول ها یا اتم ها توسط نیروهای شیمیایی یا الکترواستاتیکی (فیزیکی) یا هر دو به طور فیزیکی به سطح داخلی جذب شده و روی آن متمرکز می شوند.

چگالی ظاهری: معمولاً بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب (گرم بر میلی لیتر) یا پوند بر فوت مکعب اندازه گیری می شود. چگالی ظاهری برای تعیین وزن یک حجم ثابت از کربن فعال استفاده می شود. چگالی جامد یا اسکلتی (به عنوان مثال، اگر تمام فضاهای منافذ حذف شوند) کربن‌های فعال معمولاً بین 2.0 تا 2.1 گرم بر سانتی‌متر مکعب (125-130 پوند بر فوت مکعب) است. با این حال، بخش بزرگی از نمونه کربن فعال از فضای خالی درون و بین ذرات تشکیل شده است، و چگالی واقعی (ظاهری) عملکرد کمتر است، معمولاً 0.4 تا 0.5 گرم بر سانتی متر مکعب (25-31 پوند بر فوت مکعب). چگالی ظاهری بالاتر فعالیت حجم بیشتری را فراهم می کند و معمولاً هنگام مقایسه مواد منبع مشابه، کربن فعال با کیفیت بهتر را نشان می دهد. همچنین می تواند مواد اولیه مختلفی را نشان دهد (مانند زغال سنگ قیر در مقابل زغال سنگ لیگنیت در مقابل چوب).

جذب شیمیایی (جذب شیمیایی): اتصال یک ماده جاذب به سطح یک جامد که شامل یک واکنش شیمیایی بین سطح و ماده جاذب است. پیوندهای شیمیایی جدید در سطح جاذب ایجاد می شود. مثال‌ها شامل پدیده‌های ماکروسکوپی است که می‌تواند بسیار آشکار باشد، مانند خوردگی، و اثرات ظریف‌تر مرتبط با کاتالیز ناهمگن. برهمکنش قوی بین جذب سطحی و سطح بستر، انواع جدیدی از پیوندهای الکترونیکی را ایجاد می کند. در مثالی از حذف مواد آلی، یک ترکیب آلی ابتدا به سطح داخلی کربن / منافذ جذب جذب می‌شود و سپس می‌تواند با یک ماده آغشته‌کننده در کربن واکنش دهد تا گونه‌ای قابل جذب‌تر ایجاد کند یا گونه‌ای که سمیت کمتری دارد و می‌تواند در طول بستر از بستر خارج شود. با جریان فرآیند

زمان تماس با بستر خالی EBCT : مدت زمانی که آب با کربن فعال در تماس است.

عدد ید: مقدار (میلی گرم) ید جذب شده توسط یک گرم کربن در حالت تعادل با فیلتر غلظت ید 0.02 نیوتن. تعداد ید اغلب بر حسب میلی گرم در گرم گزارش می شود (محدوده معمولی 500-1200 میلی گرم در گرم). بهتر است به عنوان شاخصی از حجم کل منافذ درک شود. عدد ید معیار استاندارد برای کاربردهای فاز مایع است.

مکانیسم های حذف کربن فعال

کربن فعال بسته به کاربرد، عملکردهای مختلفی را انجام می دهد:

• جذب: حذف ناخالصی ها از مایعات، بخارات یا گازها. رایج ترین کاربرد برای کربن فعال

• کاهش: به عنوان مثال. حذف کلر و کلرامین از آب بر اساس واکنش های کاهش شیمیایی

• کاتالیز: کاتالیز کردن تعدادی از تبدیل های شیمیایی، یا حامل عوامل کاتالیزوری (مانند فلزات گرانبها)

• حامل زیست توده: مواد پشتیبانی کننده در فیلترهای بیولوژیکی

در بیشتر کاربردها، کربن فعال ناخالصی ها را از مایعات، بخارات یا گازها با جذب جذب می کند.

کربن فعال کلر را از طریق واکنش شیمیایی با کلر از طریق واکنش کاهش اکسیداسیون و نه از طریق جذب، حذف می کند.