دستگاه فیلتر کربنی

فیلتر کربنی و اساس کار آن

توضیحات: آخرین به روز رسانی در یکشنبه, 17 ارديبهشت 1402 07:02

فیلتر کربن، فیلتر کربنی

فیلتر کربنی برای دست یابی به آب سالم به منظور شرب است که می تواند مواد متفاوت و مهمی را که می توانند آلاینده های خطرناکی به شمار بروند را از آب حذف کند. همچنین آب مورد نیاز برای صنایع مختلف باید از استاندارد های خاصی تبعیت کند که برای رساندن آب به استاندارد های لازم باید از تجهیزات تصفیه آب استفاده نمود. یکی از تجهیزاتی که دامنه کاربرد بالایی در صنعت دارد فیلتر کربن است.

فیلتر کربنی را می توان در یک سیستم جاذبه روباز یا معمولا در مخازن تحت فشار تأمین کرد. اندازه فیلتر کربنی با توجه به زمان تماس لازم برای حذف آلاینده و فرکانس تعویض بستر مورد نظر است. لوله کشی فیلتر کربنی و شیرآلات چند واحد را می توان ترتیب داد تا مسیر جریان بین جریان موازی ، جریان سری یا الگوهای جریان یک واحد تغییر کند.

فیلتر کربنی برای مواد آلی با وزن مولکولی بالا (> 75 گرم در مول) و محلول کم ایده آل است. مواد آلی در pH پایین کمتر محلول بوده و قابلیت جذب بیشتری دارند. با افزایش PH، حذف کاهش می یابد. حد بالایی برای غلظت آلاینده حدود چند صد ppm است، برای غلظت های بالاتر، ممکن است نیاز به افزایش زمان نگهداری باشد.

کربن اکتیو

کربن فعال یا کربن اکتیو امروزه از هر ماده ای که مقدار قابل توجهی از کربن در ساختار خود دارد ساخته می شود. کربن فعال گرانول اغلب از مواد آلی خام (مانند پوسته نارگیل یا ذغال سنگ) ساخته می شود که دارای کربن زیادی هستند. در غیاب اکسیژن از گرما برای افزایش (فعال کردن) سطح کربن استفاده می شود. به همین دلیل است که بعضی اوقات از فیلتر های کربنی به عنوان فیلترهای "ذغالی" یاد می شود.

کربن فعال ماده اصلی مورد استفاده در فیلتر های کربنی است که تمام وظیفه حذف مواد آلی بر عهده این ماده بخصوص است. وجود مواد آلی و کلر آزاد باعث ایجاد رنگ بو و مزه ناخوشایند در آب شده که این عوامل هر یک می توانند مشکلات عمده ای را در بخش صنعت و شرب به وجود آورند. لذا به منظور جلوگیری از بروز چنین خساراتی می توان با استفاده از فیلتر کربنی مشکلات ذکر شده را برطرف کرد. مکانیزم عملکرد فیلتر کربن بر اساس جذب سطحی می باشد.

شرکت زادآب به عنوان تولیدکننده تجهیزات آب و فاضلاب آماده ارائه مشاوره رایگان به شما عزیزان می باشد. در صورت نیاز به مشاوره با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

در این فرآیند فیلتر کربنی آب حاوی مواد آلی و کلر آزاد از بالای فیلتر توسط نازل های پخش، بر روی بستر فیلتر کربنی ریخته می شود. با عبور آب خوراک از میان بستر کربنی، فرایند جذب سطحی مابین ذرات آب و بستر فیلتر انجام می شود و آب خروجی از پایین فیلتر آبی عاری از مواد آلی و کلر آزاد بوده که مشکل رنگ، بو و مزه آب نیز در طی این سیکل حل خواهد شد.

فیلتر کربنی به تنهایی و یا به عنوان قسمت بسیار مهمی از سیستم‌های پیش تصفیه در اکثر فرآیندهای تصفیه آب و پساب مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً در استخرهای شنا، تصفیه خانه‌های آب فاضلاب، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی استفاده می‌شوند. اندازه دانه های کربن فعال از 0.5 الی 10 میکرون تولید می شود. در اندازه های کوچکتر به دلیل سرعت پایین آب میزان ظرفیت تولید کاهش می یابد به همین دلیل از دانه بندی 5 الی 10 میکرون در فیلتر های کربنی استفاده می کنند.

به طور کلی فرایند جذب توسط فیلتر کربن در سه مرحله انجام می‌گیرد

مواد جامد با یک نیروی واندروالسی و پیوند دو قطبی لحظه ای جذب سطوح بیرونی کربن فعال می شوند.
مواد جامد به داخل حفره‌های فیلتر کربن به حرکت در می‌آیند.
مواد جامد جذب دیواره‌های داخلی حفره‌های کربن فعال می‌شوند.

عدد یدی اساسی ترین روش در شناسایی خاصیت کربن اكتیوها از نظر میزان ظرفیت در جذب است که می تواند پیش بینی های زیر را فراهم نماید:

عدد يدي مقدار فعاليت كربن اكتيو را نشان ميدهد. هرچه عدد يدي بزرگتر فعالیت آن هم بیش تر.
عدد یدی برای پیش بینی اندازه حفره هاي ريز (micro pore) به کار می رود.
برای اندازه گیری سطح فعال كربن اكتيو براساس واحد sqm/g که معمولا بین 900 تا 1100 می باشد بکار می رود.
یک روش استاندارد براي كربن اكتيوهاي فاز مايع است.

نکته مهمی که بایستی به آن توجه کرد این است که آب ورودی به این فیلتر کربن باید کاملا زلال باشد و فاقد هرگونه مواد کلویید و معلق باشد، به همین دلیل معمولا قبل از واحد فیلتر کربن از فیلتر شنی استفاده می‌شود. بستر این فیلتر کربنی بسته به میزان فشار کاری، مداری که در آن قرار دارند و همچنین میزان بار مواد آلی مزاحم در آب وردی به فیلتر می بایست احیا شوند. برای احیای فیلتر کربنی می بایست ابتدا از طریق عمل بک واش بستر فیلتر را منبسط کرد.

در مرحله بعدی به منظور کاهش آب در شستشوی بستر فیلتر از نیروی بخار داغ نیز به همراه جریان آب وردی از پایین مخزن استفاده می کنند که تاثیر بالایی در احیای بستر کربنی فیلتر دارد. عمل احیای فیلتر کربنی در عمر مفید فیلتر و همچنین راندمان کاری آن بسیار حایض اهمیت است و می بایست توسط اپراتور بهره بردار به صورت منظم و در سیکل زمانی لازم انجام شود.

مواد اولیه برای تهیه کربن فعال

تکنولوژی امروز، تولید انبوه کربن فعال با مشخصات مناسب را جهت کاربردهای ویژه طلب می کند. بطور کلی کربن فعالی که بطور عمومی کاربرد دارد و استفاده می شود باید دارای ظرفیت جذبی کافی، استحکام مکانیکی و خلوص شیمیایی باشد.

علاوه بر همه این ویژگی کربن فعال باید با قیمتی پایین تولید شود اما چندین دهه است که کربن اکتیو بصورت تجاری از مواد اولیه کربن داری تهیه می شود که در زیر به آن اشاره شده است. تورب (کود گیاهی)، زغال سنگ، لیگنیت (زغال سنگ قهوه ای)، چوب، زغال چوب، لیگنین، کک نفتی، زغال استخوان، زغال سنگ آنتراسیت، قهوه، ملاس، پوسته برنج، کربن سیاه (دوده)، کلپ (کتانجک)، شکر ، خاک اره ، با گاس نیشکر ، کاه ، لاستیک های مستعمل اتومبیل، زغال سنگ قیری، پوسته نارگیل، پوسته بادام، پوسته فندق، هسته هلو، آسفالت، کربید های فلزی، زائدات محتوی کربن حاصل از فاضلاب، خاکستر، پلی وینیل کلراید، زائدات سایر پلیمر، پوسته پسته، پوسته گردو. از میان مواد اولیه نام برده در بالا که تا کنون بیشترین کاربرد را در تولید تجاری کربن فعال داشته، زغال های سخت بیشترین کاربرد را در تولید تجاری کربن اکتیو داشته، زغال های سخت بیشترین سهم را به خود اختصاص داده‌اند.

در حال حاضر آنها ماده مناسب برای تولید 60 درصد از کربن های فعال به حساب می آیند و نقش آنها بطور قابل ملاحظه ای از سال 1945 افزایش یافته است. در میان موارد ذکر شده، کربن فعال تولید شده با آنتراسیت دارای کیفیت و قیمت بالاتری است.

انواع کربن فعال

کربن فعال پودری
کربن فعال گرانولی
کربن فعال کروی
کربن فعال روکش شده با پلیمر ها

متعلقات و تجهیزات فیلتر کربن شامل موارد زیر است

لوله کشی : در فیلتر کربنی با توجه به دبی ورودی به فیلتر، قطر مساعد برای لوله کشی انتخاب می شود.
شیرهای تنظیم جریان آب : در فیلتر کربن همانند فیلتر شنی، حداقل چهار شیر جهت تنظیم جریان آب در مدار فیلتر نیاز است.
نازل ها : در کف مخزن فیلتر کربنی و همچنین بالای بستر فیلتر از نازل های برای جمع آوری و پخش آب استفاده می شود.
بستر سیلیس : این بستر که اولین لایه پایینی در فیلتر کربن را شامل می شود وظیفه دارد که از فرار دانه های کربن فعال و خروج آن از طریق نازل های کف جلوگیری کند.
مخزن فیلتر : جنس مخزن فیلتر کربنی بسته به نوع نیاز مصرف کننده و نوع مواد مورد نظر، می تواند از جنس ورق فولادی st37، ورق ss304، ss316 و یا از جنس FRP باشد.

فیلتر کربنی مواد Polyfluroalkyl، معروف به PFAS را از بین می برند. PFAS مواد شیمیایی است که در وسایل روزمره مانند کف اطفا حریق، وسایل آشپزی نچسب و پارچه های ضد لک یافت می شود.

همچنین به منظور بهبود طعم آب و محافظت از سایر تجهیزات تصفیه آب، راه حل های مختلفی را برای از بین بردن کلر و کلرامین از آب ارائه می دهد. ما هر دو کربن فعال استاندارد و کربن های کاتالیزوری را برای پاسخگویی به نیازهای خاص مشتریان خود ارائه می دهیم.

بهره برداری از فیلتر کربنی

فیلتر کربنی دارای بهره برداری ساده ای می باشد اما اگر به نکته های ریز توجه نکنیم فیلتر کربن ما دچار مشکل خواهد شد. فیلتر کربن فعال دارای 4 شیر اصلی است که وظیفه کنترل جریان آب و مراحل مختلف کارکرد فیلتر کربنی را به عهده دارند.

اجزای تشکیل دهنده فیلتر کربنی

مهم ترین اجزای فیلتر کربنی به شرح ذیل می باشند

مخزن فیلتر
کربن فعال
سیلیس
شیر آلات
لوله کشی

مخزن فیلتر کربنی: یکی از مهم ترین بخش های فیلتر کربنی مخزنی است که کربن فعال درون آن ریخته می شود، این مخزن می تواند از جنس فلزی St37 ،A516 ،SS304 یا FRP می باشد. مخزن فیلتر کربنی محل قرار گیری و مونتاژ لوله کشی و شیرآلات نیز می باشد و عمل شستشوی بستر فیلتر کربن با استفاده از لوله کشی و شیرآلات انجام می گردد.

کربن فعال: اصلی ترین بخش فیلتر کربنی، کربن فعال می با شد که وظیفه فیلتراسیون و حذف کلر و مواد آلی بر عهده آن می باشد. شاید اولین سوالی که باید از خود بپرسیم مربوط به تصمیم گیری در مورد فرآیند جذب زیاد با استفاده از کربن فعال برای از بین بردن ریز آلاینده ها باشد. این تئوری می گوید که قابلیت جذب یک مولکول آلی با افزایش وزن مولکولی و کاهش حلالیت و قطبیت افزایش می یابد. این بدان معنی است که ترکیبات با وزن مولکولی بالا، مانند اکثر سموم دفع آفات، به خوبی جذب می شوند، بنابراین اولین ایده کاملاً قابل توجیه است.

سیلیس: از سیلیس بعنوان زهکش آب و جلوگیری از فرار کربن در انتهای فیلتر کربنی استفاده می گردد. سیلیس در فیلتر کربن تا بالای نازل ها ریخته می گردد تا از فرار دانه های رزیر کربن فعال جلوگیری کند و آب را میان نازل های آب جمع کن پخش نماید.

شیرآلات: فیلتر کربنی دارای چهار شیر می باشد که سه مرحله عملکرد فیلتر کربنی توسط این چهار شیر کنترل می شود. عملکرد های فیلتر کربنی عبارتند از سرویس، شستشوی معکوس و شستشوی سریع. در فیلتر های کربنی سایز کوچکتر مخصوصا در فیلتر کربنی های جنس FRP از شیر های نیمه اتوماتیک استفاده می کنند که در این صورت دیگر نیازی به استفاده از 4 شیر نخواهد بود.

لوله کشی: فیلتر کربن بسته به ظرفیت آن دارای لوله کشی با سایز های مختلفی می باشد، لوله کشی دارای 4 شیر است که در ادامه به آن می پردازیم. لوله کشی فیلتر کربنی برای انجام فرآیند های شستشوی معکوس و سرویس ایجاد می شود. برای جداسازی آب خام، آب فیلتر شده و درین از لوله کشی استفاده می شود. در صورت استفاده از شیر های نیمه اتوماتیک دیگر نیازی به استفاده از لوله کشی برای فیلتر کربنی نخواهد بود.

یکی از شیر آلات مهم موجود در لوله کشی؛ شیر نمونه گیری است. باید اپراتور ها به صورت دوره ای از خروجی فیلتر نمونه گیری انجام داد تا عملکرد آن و کیفیت رسانه داخل آن مشخص شود.

از اجزای غیر اصلی که در فیلتر کربنی استفاده می شود می توان به گیج فشار، دبی سنج، کیت های تست برای آزمایش خروجی و... اشاره نمود.

موارد حذف کربن فعال

فیلتر کربنی با استفاده از رسانه کربن فعال برای حذف مواد آلاینده می تواند دامنه گسترده ای از آلودگی را از آب صنعتی یا آشامیدنی حذف کند که در زیر به جند مورد آن اشاره می کنیم.

کلر

کلر آزاد در آب به دلیل خاصیت میکروب کشی آن به آب اضافه می شود لذا در آب مقداری کلر آزاد وجود دارد اما در مقادیر بیشتر کلر آزاد می تواند باعث بروز مشکلاتی شود. برای حذف کلر آزاد از کربن فعال استفاده می شود. امروزه کربن فعال بهینه ترین گزینه برای حذف کلر آزاد می باشد لذا در صنایع استفاده گسترده ای از آن می شود.

کلرید

کلرید که در آب های لوله کشی نیز وجود دارد در بدن انسان باعث حفظ تعادل در فشار خون و حجم خون می شود. وجود کلرید در بدن تا حدودی ضروری است بنابر این در آب های لوله کشی نیز به اندازه کافی از کلرید استفاده می شود.

وجود مقادیر بیشتر کلرید در آب می تواند طعم نمکی در آب ایجاد کند اما در مورد آسیب های وارده به بدن در اثر آلودگی کلرید در آب ها موردی ذکر نشده است با این حال کربن فعال می تواند در فیلتر های کربنی در حدود 70 درصد کلرید آب را حذف کند.

آفت کش ها

یکی از انواع آفت کش های شیمیایی پر کاربرد هالومتان است که نه به وسیله رزین و نه به وسیله اسمز معکوس کاملا حذف نمی شود بنابر این بهترین گزینه برای این امر کربن فعال می باشد.

طعم،بو و رنگ

از فیلتر های کربنی و دانه های کربن فعال به دلیل ساختار خاص می توان برای حذف بوی نامطبوع، رنگ و طعم ناخوشایند آب استفاده نمود. از کربن فعال در ماسک های تصفیه هوا هم برای حذف بوی نامطلوب یا خطر آفرین هوا استفاده می کنند.

021-55256411-12

09223345280