FILTRELE CU CARBUNE ACTIV

Ce este carbunele activ?

arbunele activ, asa cum o arata si denumirea sa, este o clasa de substante alcatuite preponderent din carbon. Carbunele, de origine vegetala sau minerala, devine “activ” printr-un proces de activare. Acesta se realizeaza in cuptoare cu abur la temperatura ridicata si duce la formarea unor canale minuscule in interiorul granulelor de carbune, numite micropori, a caror prezenta determina “activitatea”. Un tip de carbune activ poate diferi fata de altele prin originea sa (vegetala sau minerala), prin dimensiunea medie a porilor, prin numarul microporilor, prin dimensiunea medie a granulelor din care este constituit (granulatie), etc. Consecintele directe ale acestor caracteristici sunt densitatea aparenta si suprafata specifica (in general foarte ridicata, de ordinul a 1000 m² pe gram de carbune).

Actiunea carbunelui activ se explica in principal pe baza a trei mecanisme de actiune:

• Actiune chimica: catalizarea reactiei de reducere a unor substante anorganice.
• Actiune fizico-chimica: principalul avantaj al carbunelui activ este puterea de adsorbtie, sau capacitatea de a retine, in porii sai, diferite tipuri de molecule.
• Actiune fizica: capacitatea unui strat de carbune activ de a efectua filtrarea mecanica, cu rezultate similare sau chiar mai bune fata de cele obtinute prin filtrarea cu straturi de nisip.

De asemenea, s-a dovedit eficacitatea carbunelui activ in favorizarea proceselor biologice de degradare a poluantilor organici, avand o actiune similara cu cea are loc in mod natural la infiltrarea apei in subsol.

Aplicatii ale carbunelui activ

Carbunele activ isi gaseste nenumarate aplicatii in diferite domenii, cum ar fi cel al tratarii (inclusiv epurarii) apei si a ae rului, in industria zaharului, in vinificatie s.a.m.d..

In mod special, in tratarea apei filtrele cu carbune activ sunt utilizate pentru:

• reducerea clorului (folosind efectul catalitic ce favorizeaza reducerea ionilor de clor)
• eliminarea mirosurilor si gusturilor neplacute (prin adsorbtia substantelor organice care le provoaca)
• eliminarea (prin adsorbtie) a substantelor toxice ca solventi clorurati, insecticide, pesticide, detergenti, etc.
• filtrare (folosind capacitatea lor filtranta)

Stratul de carbune activ are si o actiune de filtrare mecanica, asemanatoare celei a filtrelor cu nisip. Trebuie retinut ca in cazul filtrelor cu carbune activ este recomandat sa se efectueze un numar minim de spalari inverse, pentru a evita amestecarea straturilor care ar muta o parte potential viciata din carbune (cea din partea superioara) in zonele inferioare.

Actiunea de adsorbtie a carbunelui provoaca o epuizare progresiva a carbunelui insusi, iar capacitatea initiala nu este in general restabilita odata cu spalarea inversa: carbunele saturat poate fi reactivat printr-un tratament termic special, operatiune care este insa practica din punct de vedere economic numai in cazul unor cantitati foarte mari de carbune.

Parametrii de functionare pentru folosirea carbunelui activ depind in primul rand de scopul in care acesta este utilizat.

De obicei se utilizeaza straturi de carbune activ cu o inaltime cuprinsa intre 80 si 120 cm.

In cazul declorinarii, care este cea mai comuna aplicatie a filtrelor cu carbune activ, se mentine un timp minim de contact de 2 minute; acesta este de atfel si timpul de contact luat in calcul la proiectarea filtrelor cu carbune activ FCV si FACD produse de catre NOBEL.

Prelungind timpul de contact este posibila obtinerea unei durate de viata mai mari a carbunelui si a unei pierderi de sarcina mai mici ( timp de contact mai mare = cantitate mai mare de carbune = suprafata mai mare a stratului filtrant = viteza de traversare mai mica).

Conditii speciale de functionare (legate de substantele ce trebuie indepartate, de concentratia lor, etc.) pot cere timpi de contact diferiti, necesari pentru a se realiza actiunile de adsorbtie, cataliza, filtrare dorite.

Graficul alaturat prezinta modul de calcul al debitului in functie de un timp de contact de la 2 la 60 de minute, pierderile de sarcina in bar si kPa, debitele corespunzatoare fiind exprimate in % din debitul maxim de referinta.

In orice caz, la straturi filtrante identice, eficienta eliminarii substantelor nocive creste odata cu scaderea debitului de apa.

Note specifice pentru carbunele activ utilizat la declorinare

Atunci cand este utilizat pentru declorinare (reducerea clorului in ioni de clorura), durata de viata a carbunelui activ este foarte ridicata.

Retineti insa: carbunele activ nu este selectiv in ceea ce priveste eliminarea diverselor substante care il traverseaza; acesta retine in acelasi timp si substantele organice prezente in apa tratata. Acest fapt face ca stratul de carbune sa poata ajunge la epuizare din cauza adsorbtiei ubor substante poluante care nu fac obiectul tratarii, si chiar mai rau, sa elibereze la iesire o parte din materiile retinute in concentratie mai mare fata de intrare.

Intrucat epuizarea nu este previzibila si nici masurabila cu instrumentatia obisnuita in timpul operatiunilor de intretinere curenta, se recomanda evitarea utilizarii filtrelor cu carbune activ fara o pre-tratare adecvata a apei brute (filtrare cu nisip, clorinare, etc.).