فیلتر کربن نقش مهمی در فرایند تصفیه آب دارد زیرا تمام مواد شیمیایی و ترکیبات آلی ناخواسته مانند کلر، آفت‌کش‌ها و سایر ترکیبات آلی فرار (VOCs) که ممکن است در آب وجود داشته باشند را حذف می‌کند.
امروزه در جهان از روش‌های مختلفی جهت تصفیه آب استفاده می‌شود. برای حذف مواد عالی از آب و یا پساب راه‌حل‌های فیزیکی و شیمیایی مختلفی وجود دارد که هرکدام معایب و مزایای خود را دارند. باتوجه‌به شرایط و نیاز ممکن است یکی از این روش‌ها انتخاب شود.
یکی از سیستم‌های مورد استفاده برای این منظور فیلتر کربن می‌باشد. از آن جایی که تمام مواد آلی در آب یا پساب دارای ساختار کربنی هستند، کربن فعال بر اساس اصول شیمیایی بهترین ماده جاذب برای این قبیل مواد است. فیلترهای کربنی علاوه بر جذب ناخالصی‌های آب، طعم و بوی آب را نیز بهبود می‌بخشند.
ساختار و عملکرد فیلتر کربن
فیلتر کربن متشکل از یک مخزن استوانه‌ای و شیر کنترلی است. بدنه فیلتر کربن صنعتی (Carbon Filter) در جنس‌های فایبرگلاس، استیل و کربن استیل با پوشش اپوکسی و به شکل استوانه‌ای تحت‌فشار اتمسفریک ساخته می‌شوند. داخل محفظه فیلتر کربن توسط کربن فعال پر می‌شود. با توجه به ابعاد فیلتر کربن، میزان کربن فعال مورد استفاده در این مخازن متغیر است.
فیلتر کربن عموماً در صنعت تصفیه آب به‌عنوان پیش تصفیه و جهت حذف طعم، بو و کلر آزاد در دومین مرحله تصفیه کاربرد دارد. همچنین مواد آلی که در آب وجود دارد، ابتدا توسط کربن فعال جذب شده و سپس جداسازی می‌شود.
درون مخازن فیلتر کربن (Carbo Filter)، کربن به‌صورت گرانولی ریخته می‌شود. آب مورد نظر از بالای مخزن وارد شده و با عبور از بستر کربن، مواد آلی و کلر آزاد در آب توسط کربن جذب شده و آب فیلتر شده از پایین مخزن خارج می‌شود. زمان تماس آب و کربن بسته به آنالیز آب، بین 7 تا 15 دقیقه تعیین می‌شود.
کربن فعال چیست؟
کربن فعال یا کربن اکتیو به گروهی از مواد کربنی با پوکی و سطح داخلی بالا گفته می‌شود که به دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار پوک و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح و همچنین قیمت پایین در مقایسه با جاذبهای غیرآلی مانند زئولیتی، ماده منحصر به فردی است.
کاربرد مهم و قابل اهمیت کربن فعال در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیر دلخواه از آب در واحدهای مسکونی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذایی و شیمیایی است.
کربن فعال ماده‌ای است که به دلیل داشتن سطح تماس بالا، به‌عنوان یک جاذب بسیار قوی در صنعت تصفیه آب کاربرد دارد. کربن فعال که به‌صورت پودری و گرانولی استفاده می‌شود. بازده فیلتر کربنی به دو عامل مقدار آب و سطح تماس آب با کربن بستگی دارد.
کربن فعال با نام‌های دیگری مانند زغال فعال و کربن اکتیو هم شناخته می‌شود. کربن فعال از موادی مانند زغال‌سنگ، چوب و … ساخته می‌شود. کربن فعال در حضور گرما و اکسیژن فرآوری شده و ترک‌ها و خلل‌وفرج‌هایی در سطح آن به وجود می‌آید که جذب سطحی آن را افزایش می‌دهد.
نحوه عملکرد کربن فعال
کربن اکتیو مواد ارگانیک را از محیط اطرافش جذب می‌کند که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع (آب) به فاز جامد (کربن) صورت می‌گیرد. نیروی جاذبهای باعث تشکیل یک پیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آن‌ها به هم می‌شود. علاوه بر این باکتری‌هایی به سطح خارجی کربن فعال شده می‌چسبد و بخشی از آلاینده‌ها را جذب و مصرف می‌کنند.
تصفیه آب توسط فیلتر کربن
فیلتر کربنی یک گزینه اثبات شده برای حذف برخی مواد شیمیایی به‌ویژه مواد شیمیایی آلی، از آب و پساب است. فیلترهای کربنی گرانولی GAC همچنین می‌توانند برای حذف مواد شیمیایی که در طعم و بوی آب تأثیرگذار هستند مانند سولفید هیدروژن (بوی تخم‌مرغ فاسد) یا کلر استفاده شوند.
باید به این نکته توجه داشت که فیلتر کربنی موادی مانند آهن و نیترات را از آب حذف نمی‌کنند. درصورتی‌که آب دارای چنین ذراتی باشد باید گزینه‌های دیگر تصفیه آب را در نظر گرفت.
انواع کربن فعال در دستگاه‌های تصفیه آب
به طور کلی در دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی و خانگی دو نوع فیلتر کربنی بسیار متداول هستند که هرکدام از یک نوع کربن به نام: کربن فعال گرانولی (GAC) و کربن بلاک (CTO) استفاده می‌کنند.
فیلترهای کربن فعال گرانولی از دانه‌های کربن به شکل شن ریزه هستند، جهت تصفیه آب استفاده می‌کنند که این نوع از کربن دارای خاصیت جذب سطحی زیادی است. فیلترهای کربن بلاک، از یک تکه جامد کربنی استوانه‌ای شکل ساخته شده‌اند که خاصیت جذب سطحی زیادی دارند و می‌توانند تا حدودی ذرات معلق در آب و مواد شیمیایی را نیز حذف کنند.
مش‌بندی : 30×8
جرم حجمی : ±75450
خاکستر : 12±3%
مشخصات کربن فعال : PH 10
عدد یدی : 1000±50
سختی : 97±2%
رطوبت : 3.5±2%
کربن فعال گرانولی
برای تبدیل مواد خام کربن فعال به گرانول معمولاً از فرایندهای، حرارتی و شیمیایی استفاده می‌شود. در فرایند حرارتی از روش تزریق بخار و در فرایند شیمیایی از روش اضافه‌کردن مواد غیرآلی در دمای پایین به مواد خام استفاده می‌شود.
کربن فعال گرانولی معمولاً قطر 1.2 تا 1.6 میلیمتر و با تراکم‌پذیری ظاهری بین 31-25Ib/ft دارند. کربن فعال با اندازة کوچک‌تر سطح تماس بیشتر و جذب بالاتری دارد اما می‌تواند موجب افت فشار را در پی داشته باشد.
برای مصارف مختلف و باتوجه‌به نیاز از سایزهای مختلف کربن فعال استفاده می‌شود. دانستن نوع و غلظت آلاینده‌ها و میانگین مصرف آب برای تعیین ظرفیت فیلتر کربنی و مقدار کربن الزامی است. تمام سیستم‌های تصفیه نیاز به نصب مناسب و نگهداری دوره‌ای دارند.
کربن فعال گرانولی طی فیلتر مداوم آب در نهایت، توانایی و ظرفیت خود را برای جذب مواد موردنظر از آب از دست می‌دهد و باید تعویض شود. زمان تعویض کربن فعال در فیلتر کربن بستگی به مقدار آب و سطح آلاینده‌های آن دارد. اگر سطوح آلاینده و یا مصرف آب پایین باشد ممکن است کربن اکتیو چندین سال دوام بیاورد، در سطوح بالاتر آلاینده و مقدار آب زمان تعویض نزدیک‌تر خواهد بود.
مزایا و ویژگی‌ها
- فعال شده با کربن پوسته نارگیل یا گردو یا بادام
- افت فشار کم، ظرفیت نگهداری بالای ناخالصی‌ها
- کاهش چشمگیر کلر
- حذف طعم و بو به طور هم زمان
- جلوگیری از رشد باکتری‌ها همراه با عملکرد کربن گرانول فعال
کربن اکتیو
این فیلتر بخشی از یک فیلتر آب خانگی است. این نوع از فیلتر از کربن فعال استفاده می‌کند و همانند فیلتر کربنی گرانولی که در دستگاه تصفیه آب RO مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند رنگ، بو و طعم و دیگر آلاینده‌ها را از آب حذف کند.
با توجه به تشابه عملکرد این دستگاه با سیستم فیلتر شنی پیشنهاد می نمائیم روی لینک فیلتر شنی کلیک کنید و در این خصوص نیز اطلاعات کسب نمائید.
تکنولوژی و مواد باکیفیت بالا باعث دوام، افت فشار کم و نرخ فیلتراسیون بالای این فیلتر شده است. این فیلتر مؤثرترین روش در رفع بو و طعم بد، کلر و میکروارگانیسم‌ها در آب می‌باشد.
در واقع فیلتر تصفیه آب کربن بلاک که به‌عنوان فیلتر مرحله سوم تصفیه آب کارتریجی مورد استفاده و بهره‌برداری قرار می‌گیرد، عمل تفکیک ذرات معلق از آب، حذف کلر، آرسنیک و کربن آلی موجود در آب را انجام می‌دهد.
میزان فشردگی یک فیلتر نشان دهنده اندازه روزنه‌های آن است. در نتیجه با افزایش میزان فشردگی فیلتر ذرات ریزتری را نیز کنترل می‌کند و در نهایت آبی مطلوب‌تر خواهیم داشت.
توجه: متوسط زمان تعویض این فیلترها (بسته به سختی آب) شش ماه است.
مزایا و ویژگی‌ها
- عمر بالا فیلتر
- جذب عالی بدون رهاسازی ذرات کربن
- ظرفیت جذب آلودگی بالا، افت فشار کم و فیلتراسیون مؤثر
- دفع کلر، مواد آلی، طعم و بوی نامطلوب و سایر ناخالصی‌های محلول
شرایط عملکردی
- افت فشار تعویض: 2 بار
- حداکثر فشار عملیاتی: 17 بار
- فشار کاری: حداکثر 7 بار در 25 درجه سانتی‌گراد
- دبی عبوری: 5 لیتر بر دقیقه (برای فیلتر 10 اینچ)
استفاده از فیلتر کربن فعال برای حذف بوی بد آب چاه
بوی نامطبوع آب، یکی از رایج‌ترین مشکلاتی است که افرادی که آب منزل، ویلا و یا باغ آن‌ها از آب چاه تأمین می‌شود با آن مواجه هستند.
معمول‌ترین روشی که برای حذف بوی نامطبوع آب به این افراد پیشنهاد می‌شود، استفاده از فیلتر کربن در ورودی منزل است.
علاوه بر این استفاده از فیلتر کربن درصورتی که پیش از آن یک ماده ضدعفونی‌کننده مانند کلر به صورت پیوسته به آب در حال اضافه شدن باشد، بسیار مفید بوده و ضمن حذف کلر اضافه، باعث بهبود طعم و بوی آب شده و ضمناً مشکل رشد و تکثیر میکروب را نیز در پی نخواهد داشت.
معایب فیلتر کربن فعال
کربن فعال به‌واسطه خاصیت جذب سطحی بسیار بالایی که دارد، توانایی حذف بو از آب را دارد. اما دو مشکل اصلی در ارتباط با استفاده از فیلتر کربن فعال برای حذف بوی نامطبوع آب چاه وجود دارد که عبارت است از:
هزینه نگهداری بالا
علی‌رغم توانایی کربن فعال در حذف بو، مقدار قابل‌توجهی کربن برای این کار لازم است. مقدار کربن موجود در فیلترهای کارتریجی برای حذف بوی آب چاه به مقدار زیاد اصلاً کافی نیست.
حتی در صورت استفاده مقدار زیادی کربن فعال گرانول در مخزن فایبرگلاس (FRP) نیز در اکثر موارد نهایتاً شش ماه تا یک سال کربن فعال قابل‌استفاده بوده و بعد از آن مدت با اشباع شدن سطح کربن فعال، کربن توانایی گرفتن بو را از دست می‌دهد.
در صورت استفاده از کارتریج‌های فیلتر کربن نیز باید این فیلترها در هر دو تا سه هفته تعویض شوند که به‌تدریج هزینه بالایی را تحمیل خواهند نمود.
رشد و تکثیر باکتری‌ها در بستر کربن فعال
بوی آب چاه معمولاً نشان دهنده احتمال وجود باکتری‌های مختلف در آب است. حتی اگر آب چاه دارای باکتری کلی‌فرم هم نباشد، بازهم ممکن است حاوی انواع دیگری از باکتری‌هایی باشد که برای سلامتی بدن انسان مضر باشند.
به دلیل جذب و وجود مواد غذایی مطلوب برای باکتری‌ها، بستر کربن فعال یک محیط مناسب برای رشد و تکثیر باکتری‌ها است؛ لذا در این حالت با ورود باکتری‌های آب چاه به داخل فیلتر کربنی و رشد آن‌ها، علاوه بر خطرهایی که برای سلامتی مصرف‌کنندگان دارد، باعث ایجاد لایه لزج در بستر کربن فعال شده و باعث افت فشار آب در فیلتر می‌شود.
زمان تعویض کربن فعال
یکی از تنها هزینه‌های مربوط به دستگاه‌های تصفیه آب (نیمه‌صنعتی و خانگی) تعویض کارتریج‌های فیلتر داخل آن است. در دستگاه‌های بزرگ‌تر و صنعتی نیز تخلیه کربن و تعویض به موقع آن با کربن فعال جدید بسیار مهم و حیاتی است.
تعویض کربن فعال بخش مهمی از نگهداری فیلتر کربنی است که عمر فیلتر کربن شما را افزایش می‌دهد و اطمینان حاصل می‌کند که هر بار آب تمیز و بدون آلودگی دریافت می‌کنید.
برای درک این که چرا باید کربن فیلتر خود را عوض کنید، باید بدانید که فیلترهای کربنی چگونه برای حذف آلاینده‌ها از آب‌کار می‌کنند. این فرایندی است به نام جذب. هنگامی که یک اسفنج آب را جذب می‌کند، آب در سوراخ‌های سرتاسر اسفنج پر می‌شود.
وقتی کربن آلاینده‌هایی مانند کلر را جذب می‌کند، مولکول‌ها، یون‌ها یا اتم‌های کلر مانند یک‌لایه روی کربن جمع می‌شوند که فیلم جذب‌کننده نامیده می‌شود. وجود این لایه بر روی بستر کربنی ظرفیت جذب آن را کاهش می‌دهد و به همین دلیل است که شما باید کربن فعال فیلتر کربنی خود را مرتباً تعویض کنید.
دوام کربن اکتیو دستگاه فیلتر کربن شما تا حدودی به میزان استفاده از آن بستگی دارد. علائمی وجود دارد که نشان‌دهنده نیاز به تعویض کربن در فیلتر کربنی است. اگر در آبی که از فیلتر عبور می‌کند بو و طعم نامطبوع احساس شود، این نشانه آن است که زمان تعویض کربن فعال فیلتر شما رسیده است.
علاوه بر این گرفتگی فیلتر کربن ممکن است باعث کاهش فشار آب شود. برای تعویض کربن فعال، هرگز نشانه‌های بصری نخواهید داشت که به شما بگوید زمان تعویض آن فرارسیده است، تنها سیگنال‌های بو، طعم و فشار آب (به طور بالقوه) خواهد بود.
با این اوصاف، بهتر است تا تنها دیدن این علائم را برای تعویض کربن دستگاه خود مدنظر قرار ندهید. در عوض، یک برنامه منظم برای تعویض کربن فعال دستگاه خود داشته باشید و به آن برنامه پایبند باشید.
پارامترهای تاثیرگذار در زمان تعویض کربن فعال
این سؤال که چرا باید به موقع کربن فعال را تعویض کنید، پاسخ بسیار روشنی دارد. هنگام تصمیم‌گیری زمان تعویض کربن فعال فیلتر کربنی عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شود. این عوامل عبارت‌اند از:
کیفیت کربن
هر چه کربن فعال مورداستفاده در فیلتر کربن شما از کیفیت بالاتری برخوردار باشد، مدت‌زمان بیشتری عملکرد صحیح خود را حفظ خواهد کرد.
میزان آلاینده‌های موجود در آب شما
اگر آب موردنظر شما دارای آلاینده‌های زیادی است، باید تعویض کربن فعال را در فواصل کوتاه انجام دهید. زیرا عمل جذب سریع‌تر و بیشتر انجام می‌شود و فیلتر کربن از کارایی بالاتری برخوردار خواهد بود.
حجم آب فیلتر شده
یکی از پارامترهای مهم در طول عمر کربن فعال در فیلتر کربنی مقدار آب فیلتر شده است. فیلتری که برای تصفیه 100 گالن آب در هفته استفاده می‌شود، بیشتر از فیلتری که برای تصفیه 500 گالن آب در هفته استفاده می‌شود، دوام خواهد آورد.
توصیه سازنده
سازنده فیلترهای کربنی شما دستورالعمل‌هایی در مورد این که چند وقت یک‌بار باید کربن فیلتر خود را تعویض کنید ارائه می‌دهد. این توصیه می‌تواند نقطه شروع خوبی باشد، اما شرایط استفاده شما دقیقاً تعیین می‌کند که فیلتر قبل از این که نیاز به تعویض کربن فعال داشته باشد چقدر با عملکرد بهینه کار می‌کند.
خرید فیلتر کربن
برای انتخاب فیلتر کربن مناسب با شرایط هر پروژه، باید موارد مختلفی در نظر گرفته شود. اولین و مهم‌ترین حرکت برای تهیة هرکدام از دستگاه‌های تصفیه آب، آزمایش آب است. آزمایش آب اطلاعات دقیقی در رابطه با انواع آلاینده موجود در آب و میزان آن ارائه می‌دهد. باتوجه به مقدار و نوع آلاینده و مقدار آب مصرفی می‌توان ظرفیت دقیق فیلتر کربنی را مشخص کرد.
با توجه به این که مهم‌ترین استفاده از فیلتر کربن در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی است، در صورت نیاز به تعویض فیلتر کربن باید به دیگر اجزای سیستم تصفیه آب نیز توجه نمود.
فیلترهای کربنی در ظرفیت و کیفیت‌های مختلف تولید و عرضه می‌شوند. همان‌طور که در ابتدا اشاره شد مخزن فیلتر کربنی از جنس فایبرگلاس، استیل و گالوانیزه هستند. شیرهای کنترلی مورد استفاده در آن نیز همانند فیلتر شنی است که در دو نوع دستی و تمام اتوماتیک و از سایز 4/3 به بالا موجود هستند.
تاثیر فیلترهای کربنی در حذف سختی آب
آب سخت حاوی فلزات سخت و مواد معدنی مانند کلسیم و منیزیم است. فیلترهای کربنی نمی‌توانند این آلودگی‌ها را از آب حذف کنند. ازاین‌رو نمی‌توانند سختی آب را کاهش دهند. برای ازبین‌بردن سختی آب، باید از دستگاه سختی گیر آب استفاده نمایید.
محصول پر جستجو : سختی گیر
