فیلتر کربنی - راهنمای انتخاب

فیلتر کربنی

فیلتر کربنی جهت حذف طعم نامطبوع، بو و رنگ آب استفاده می‌شود. کربن فعال به دلیل خاصیت جذب بالا باعث حذف عوامل فوق از آب می‌گردد. از این نوع فیلترها می‌توان در صنعت آب جهت حذف کلر آزاد و همین طور حذف کدورت و رنگ و بو استفاده نمود. فیلتر کربنی به عنوان قسمت بسیار مهمی از سیستم‌های پیش تصفیه و تصفیه در اکثر فرآیندهای تصفیه آب و پساب مورد استفاده قرار می‌گیرند و معمولا در استخرهای شنا، تصفیه‌خانه آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی استفاده می‌شوند.

فیلتر کربن فعال

فیلتر کربنی ابزاری موثر برای حذف آلاینده های با وزن مولکولی مختلف از محلول های آبی است. این مواد به ویژه برای حذف ترکیبات آلی محلول که مسئول ایجاد طعم و بوی بد در آب آشامیدنی و همچنین حذف کلر از آب های صنعتی هستند، مناسب هستند. در داخل این مخازن ابتدا لایه‌ای از سنگ سیلیس ریخته و سپس گرانول‌های کربن فعال را روی لایه سیلیس قرار می‌دهیم. نحوه‌ی عملکرد فیلتر کربنی بدین ترتیب است که آب با عبور از روی گرانول‌های کربن، مواد آلی خود را به همراه رنگ و بو و کلر آزاد از دست می‌دهد، در واقع این موارد توسط دانه های کربن فعال جذب می‌شوند

آب با عبور از لایه سیلیس، ذرات معلق و کدورت خود را نیز از دست می‌دهد و نهایتا آب خروجی توسط نازل های قرار گرفته در کف مخزن جمع شده و به بیرون منتقل می‌شوند. برای احیای کربن فعال می‌توان از جریان معکوس بخار استفاده کرد بدین ترتیب که جریان بخار به مدت حدود 15الی 30دقیقه در تماس با گرانول‌ها قرار می‌گیرد و باعث احیای آن‌ها می‌شود.

اساس کار فیلتر کربنی

نکته‌ی مهمی که بایستی به آن توجه کرد این است که آب ورودی به این فیلترها باید کاملا زلال بوده و فاقد هرگونه مواد کلویید و معلق باشد به همین دلیل معمولا قبل از این واحد از فیلتر شنی استفاده می‌شود. از نکات مهم دیگر می‌توان به لزوم تنظیم بودن درجه PH در محدوده خنثی برای فعالیت مناسب گرانول های کربن فعال اشاره کرد.

کاربرد دستگاه فیلتر کربنی

---

• تصفیه آب‌های آشامیدنی
• در برخی موارد در تصفیه‌خانه فاضلاب
• جهت حذف برخی مواد آلی از فاضلاب‌های صنعتی
• تصفیه آب استخر
• حذف رنگ و بو

جدول راهنمای انتخاب فیلتر کربنی

---

فیلتر کربنی فعال امروزه در سطح گسترده ای در صنایع مختلف و تصفیه خانه استفاده می شود. با توجه به میل بسیار بالای کربن فعال در جذب موادی چون کلر آزاد و مواد آلی و راهبری آسان اینگونه فیلترها، استفاده از فیلتر کربنی یکی از روشهای مفید برای صنعت آب و فاضلاب به حساب می آید. کربن فعال دانه ای را می توان از موادی چون پوست گردو – زغال یا زغال سنگ نارس بدست آورد. غالبا کربن دانه ای مورد استفاده در صنعت تصفیه آب از قیر با زغال سنگ با اندکی حرارت دادن در شرایط بی هوازی بدست می آید.

نبود اکسیژن به ما این اطمینان را می دهد که ذغال نمی سوزد و باید به مواد کربنی متخلخل تبدیل شود. سپس ماده بدست آمده با قرار گرفتن در معرض مخلوط بخار در هوا در دمای 815 درجه سانتی گراد فعال می شود از فرآیند فعال سازی سطح، متخلخل کربن را اکسید می کند و سبب می شود که سطح ماده، ترکیبات آلی را جذب کرده و نگه دارد. بنابر تحقیقات بولتین 1976 مشخصات فیزیکی کربن فعال دانه ای به صورت زیر است :

1.  سطح کل کربن فعال دانه ای 800-900 m2/G
2.  دانسیته حجمی کربن 480 KG/M3

طراحی فیلتر کربن

ملاحظات اصلی در طراحی فیلتر کربنی

---

• دانستن دبی ورودی به واحد
• طبیعت مقدار ترکیبات آلی در آب ورودی
• آگاهی از نوع مصرف کننده آب خروجی
• نوع کربن فعال دانه ای
• زمان تماس آب ورودی با بستر کربن ( زمان ماند)
•  تعداد دفعات احیا و روش احیا

مقدار و طبیعت تمام ترکیبات آلی: مشخصات فیزیکی و شیمیایی ترکیبات آلی تا زیادی بر نوع و میزان پیش تصفیه قبل از بستر های جذب سطحی کربن دانه ای فعال تأثیری می گذارند.  نوع کربن فعال دانه ای: اندازه حفره های کربن فعال دانه ای فاکتوری مهم در حذف مواد آلی به شمار می رود برای مثال کربن فعال دانه ای با تخلخل زیاد در حذف ترکیبات حمل شده با وزن مولکولی سنگین خیلی خوب عمل می کنند. ضریب گزینش کربن فعال برای یون های معدنی بصورت زیر است

شرکت زادآب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و عرضه کننده مواد شیمیایی مرتبط با تصفیه آب و فاضلاب می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید محصولات با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

کاتیون های : H+ > Al3+ > Ca2+ > Li+ > Na+

آنیونی : No3- > Cl-

سه عامل مهم در طراحی

•  انتخاب اندازه و فرم مخصوص مناسب کربن فعال است
•  طراحی فراهم کردن نسبت L/D مناسب در بستر است. از آنجا که بستر فیلتر هم به عنوان بستر فیلتر و هم به عنوان بستر فیلتراسیون و هم به عنوان بستر جذب سطحی عمل می کند هدف ما باید رسیدن به کدروت خروجی فیلتر کمتر از 1 NTU/0 باشد.
•  اندازه و دانه بندی ذرات کربن فعال دانه ای. برای فرآیند جذب، کربن فعال دانه ای، با ذرات کوچک و ضریب یکنواختی بالا ترجیح داده می شود. ولی برای فرآیند فیلتراسیون به ذرات بزرگ دانه ای و ضریب یکنواختی پایین نیاز است. اندازه کربن فعال دانه ای به مقدار زیادی بر عمق بستر و افت هد بستر تاثیر می گذارد

مکانیزم عمل فیلترهای کربنی

---

مکانیزم عمل فیلتر کربنی همانگونه از نام آنها پیداست با استفاده از فرآیند فیلتراسیون انجام می شود. فرآیند فیلتراسیون به این معناست که یک محلول در اثر عبور از یک بستر، موادی را از دست می دهد. فیلتر کربنی معمولا به صورت مخازن فلزی مورد استفاده قرار می گیرند که درون آنها کربن فعال گرانولی قرار داده می شود. آب ورودی از بالای این مخازن وارد شده و در حین عبور از بستر کربن فعال مواد آلی و کلر آزاد خود را از دست می دهد.

لازم به ذکر هست که کربن فعال میل بسیار بالایی در جذب کلر آزاد دارد و می توان گفت که کربن فعال تمام کلر آزاد موجود در آب را جذب نماید. معمولا زمان تماس آب با بستر کربن را بین 2 تا 15 دقیقه در نظر می گیرند. انتخاب زمان تماس مناسب، با توجه به آنالیز آب ورودی بسیار حائز اهمیت است. برای شستشوی فیلتر های کربنی از آب استفاده می شود که به بکواش معروف است به این صورت که آب از پایین مخزن وارد می شود و بستر کربن را متورم می کند تا مواد موجود در بستر را حذف کند.

برای تعیین اندازه و اجزای صحیح سیستم بسیار مهم است که نوع و غلظت آلاینده ها و میانگین مصرف آب مشخص باشد. تمام سیستم های تصفیه به نصب مناسب و نگهداری دوره ای نیاز دارند. در نهایت، توانایی فیلتر کربنی گرانول برای اتصال و حذف مواد شیمیایی به مصرف می رسد و فیلتر کربنی باید تغییر کند. اینکه هر چند وقت یکبار باید کربن فعال تغییر کند، باید بر اساس سطح آلاینده ها و مصرف آب باشد. اگر برخی از فیلترها در صورت کم بودن میزان آلاینده ها و یا استفاده از آب ممکن است چندین سال دوام داشته باشند، ممکن است نیاز به تغییر بیشتر در سطوح بالاتر یا استفاده از آنها باشد.

مکانیزم جذب کربن فعال از طریق سطح فعال آن می باشد، بطوری که سطح ویژه بالایی داشته است. میزان جذب فیلتر کربنی توسط شاخصی به نام عدد یدی مشخص می گردد. عدد یدی به میزان جذب ید توسط مقدار مشخصی کربن فعال اطلاق می شود. عدد یدی شاخصی برای بررسی قدرت جذب کربن فعال به عنوان رسانه اصلی فیلتر شنی است.

هرچه سطح تماس دانه های کربن فعال با آب بیشتر باشد میزان بازده جذب مواد آلی و ذرات نا خواسته نیز افزایش می یابد به همین دلیل باید دانه بندی مناسبی را برای کربن فعال انتخاب نمود تا هم سطح تماس را افزایش دهد و هم به دلیل کوچک بودن از سرعت عبور آب نکاهد.

ساختار شیمیایی کربن فعال

---

فضای داخلی کربن فعال دارای ساختار بلوری و ساختار منافذ است و سطح کربن فعال نیز دارای ساختار شیمیایی است. عملکرد جذب فیلتر کربنی نه تنها به ساختار فیزیکی (منافذ) کربن فعال بلکه به ساختار شیمیایی سطح کربن فعال نیز بستگی دارد. در تهیه کربن فعال ، پیوند شیمیایی لبه ورق معطر شکل گرفته در مرحله کربن زنی شکسته شده و یک اتم کربن لبه با الکترونهای جفت نشده ایجاد می کند. این اتمهای حاشیه کربن دارای پیوندهای شیمیایی اشباع نشده هستند و می توانند با اتمهای هتروسیکلیک مانند اکسیژن ، هیدروژن ، نیتروژن و گوگرد واکنش دهند و گروههای مختلف سطحی را تشکیل دهند.

حضور این گروه های سطحی بدون شک بر خصوصیات جذب فیلتر کربنی تأثیر می گذارد. گروه های سطحی کربن فعال اسیدی ، قلیایی و خنثی هستند. لیو مینگکسوان تأسیس کرد که کربونیل ، کربوکسیل ، لاکتون ، هیدروکسیل ، اتر ، فنول و غیره وجود دارد که می تواند باعث جذب مواد قلیایی توسط کربن فعال شود. گروههای اساسی سطح اصلی عمدتا حاوی کتونهای حلقوی و مشتقات آنها هستند که می توانند جذب مواد اسیدی را روی کربن فعال تقویت کنند.

کربن فعال دارای قابلیت حذف انتخابی می باشد که این امکان را می دهد که تنها مواد آلودگی زا را از آب حذف کند. همچنین کربن فعال دارای پایداری بالایی بوده و در هیچ حلالی حل نمی شود.

مزایای استفاده از کربن فعال

---

• نگه داری و نصب آسان
• می تواند در محل ورود (تصفیه خانه های نیمه متمرکز آب آشامیدنی ، تصفیه خانه های فاضلاب) یا در محل استفاده (فیلترهای خانگی یا صنعتی) استفاده شود
• کارآمد برای حذف برخی از مواد آلی، کلر، رادون
• بر اساس مواد موجود در همه جا

شرکت زادآب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و عرضه کننده مواد شیمیایی مرتبط با تصفیه آب و فاضلاب می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید محصولات با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

معایب استفاده از کربن فعال

---

• فیلتر باید مرتباً شستشو شود
• حداقل گاهی به احیا با مواد شیمیایی مخصوص و کارشناس ماهر دارد
• برای انتخاب سازگارترین نوع کربن فعال، تجزیه و تحلیل آب لازم است
• آلاینده ها از آب جدا می شوند اما از بین نمی روند و همراه با آبی که برای شستشو استفاده شده خارج می شوند

عدد یدی

 عدد یدی اساسی ترین پارامتر مورد استفاده برای عملکرد جذب کربن فعال است. این یک پارامتر سنجش  سطح فعالیت است. مفهوم این عدد میزان جذب ید بر حسب میلی گرم بر لیتر می با شد. هر چه عدد یدی بالاتر باشد ظرفیت جذب بیشتر است. عدد یدی یک کربن فعال مناسب برای استفاده در فیلتر کربن تصفیه آب حدود 700تا 1200 می باشد. 

نکته مهمی که باید در نظر داشت این عدد یدی مربوط به کربن نو کار نکرده می باشد . با کارکرد کربن فعال در سیستم تصفیه عدد یدی کربن فعال کاهشش می یابد و سپس به یک میزان مشخصی رسیده و نمودار کاهش خطی می گردد.

حذف آلودگی با فیلتر کربنی

فیلتر کربنی می تواندبا استفاده از کربن فعال سطح گسترده ای از مواد آلاینده را حذف کند که به چند مورد اشاره خواهیم کرد.

کلر

---

کلر یکی از مودی است که برای گند زدایی و میکروب کشی به آب اضافه می شود. وجود مقادیر کمی کلر آزاد دز آب مشکل چندانی ایجاد نمی کند اما در مقادیر بیشتر خطر آفرین است. کربن فعال را امروزه یکی از بهترین رسانه ها برای حذف کلر آزاد آب می دانند. کلر آزاد محلول در آب در حدود 15 سانتی متر ابتدایی یک بستر کربن فعال حذف می شود.

کلرید

---

از کلرید برای ثابت نگاه داشتن میزان حجم خون، pH و فشار خون استفاده می کنند. کلرید در آب های لوله کشی نیز وجود دارد و از نظر بهداشتی میزان استاندارد آن در بدن مشکلی ایجاد نخواهد کرد. کلرید بیش از مقدار استاندارد در آب می تواند طعم نمکی ایجاد کند اما تا کنون موردی از مسمومیت یا آسیب های ناشی از آلودگی کلرید در آب مشاهده نشده است با این وجود کربن فعال می تواند حدودا 70 درصد کلرید آب را حذف کند.

آفت کش ها

---

یکی از انواع آفت کش ها هالومتان است که از خاک می تواند به آب وارد شود. مقداری از هالومتان به وسیله RO حذف می شود اما برای حذف کامل آن از آب نه می توان از RO و نه رزین تبادل یونی تصفیه آب استفاده کرد. امروزه به صرفه ترین راه برای حذف کامل هالومتان از آب فیلتر کربنی با رسانه کربن فعال می باشد.

بو و رنگ آب

---

می توان فیلتر های کربنی را برای کنترل بو و رنگ آب در صنعت و آشامیدن به کار گرفت. یکی از رسانه های موجود در فیلتر های تصفیه آب خانگی دانه های کربن فعال هستند. در برخی از صنایع پس از تصفیه پساب خروجی برای از بین بردن بوی نا مطبوع آب و افزایش کیفیت ظاهری از فیلتر کربن به عنوان بخش تصفیه نهایی پساب استفاده می کنند.

اجزای فیلتر کربنی

1. مخزن فیلتر کربنی
2. رسانه فیلتر
3. لوله کشی
4. شیر آلات

مخزن فیلتر کربنی

---

مخزن فیلتر کربنی محل قرار گیری کربن فعال به عنوان ماده اصلی فیلتراسیون و مواد مورد استفاده جهت زهکشی می باشد. مخزن فیلتر کربنی می تواند از جنس ورق های فولادی یا گالوانیزه ساخته شود. امروزه برای ظرفیت های کوچک تر از مخازن فایبر گلاس به عنوان مخزن فیلتر کربنی استفاده می کنند که نسبت به مخازن فلزی دارای مزایا و معایبی است.

منبع: تصفیه آب شهری - دکتر منزوی

شرکت زادآب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و عرضه کننده مواد شیمیایی مرتبط با تصفیه آب و فاضلاب می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید محصولات با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

021-55256411-12

09223345280

نوشتن دیدگاه

نام (اجباری)

آدرس پست الکترونیکی (اجباری است اما نمایش داده نمی‌شود)

مرا برای دیدگاه‌های بعدی به یاد بسپار

تصویر امنیتی جدید

ارسال

لغو