Різновиди сорбційних фільтрів на основі активованого вугілля для очищення води, їх плюси і
Вугілля для очищення води людство використовує вже чимало десятків, а то і сотень років, оскільки цей спосіб був і залишається одним з найпростіших і дієвих. В сучасних водоочисних системах застосовується вугілля з кокосової шкаралупи, витіснив собою активоване вугілля з березової деревини. «Кокосовий» сорбент в чотири рази ефективніше свого попередника і здатний затримувати органічні сполуки, розчинені гази і залишки хлору, але безсилий щодо бактерій, нітратів, важких металів і нітритів. У зв'язку з цим вугільні фільтри використовуються на кінцевій стадії очищення питної води, покращуючи її смакові, колірні і інші органолептичні властивості.
Особливості вугільної фільтрації
Для виробництва активованого вугілля використовують шкаралупу кокоса або абрикосові кісточки, які піддаються спочатку термічної, а після і хімічній обробці. Отриманий в результаті продукт випускається в пресованому і гранульованому вигляді. Для водоочисних систем використовується сипучий гранульований вугілля, який або засипається безпосередньо в фільтр, або застосовується у вигляді змінних вугільних картриджів.
Вугільні картриджі мають обмежений термін служби, а засипні фільтри можуть використовуватися протягом досить тривалого терміну, як в побутових умовах, так і в промислових масштабах. Таку можливість гарантує регулярно виконується процедура зворотного промивання, в умовах якої потік води через вугільний фільтр направляється в зворотному напрямку для усунення накопичених сорбентом забруднень. Також зворотна промивка сприяє усуненню своєрідних «тунелів», прокладених струменями води, що постійно проходять крізь очисний пристрій. Завдяки сучасним методам обробки активоване вугілля набуває стійкість до різних механічних впливів і не втрачає своїх властивостей під впливом незліченних промивок.
Однак навіть при такій високій ефективності очищення питної води за допомогою вугільних фільтрів повинна носити характер завершальній стадії, оскільки вони можуть впоратися із завданням тільки в тому випадку, якщо в рідини, що поступає міститься не більше 10мг / л сторонніх часток і суспензій.
Виробництво активованого вугілля для сорбенту
У виробничих умовах сировиною для отримання активно кута можуть служити:
- шкаралупа і кісточки фруктів;
- торф, деревина і стружка;
- антрацит і кам'яне вугілля.
Спочатку майбутній сорбент піддається карбонізації (нагрівання в розжареної печі безкисневим методом), потім його обробляють паром. В результаті даних процедур активоване вугілля набуває необхідну площу і пори певних розмірів відповідно до завдань, - все залежить від тих частинок, для фільтрації яких він призначений. Так, вугілля застосовується для очищення від газів, для рекуперації води і з метою її освітлення. У водоочистці можливе використання як гранульованих, так і порошкових сорбентів, причому велике значення при виборі сорбенту має як розмір частинок вугілля і мікропор, так і різні фізичні характеристики, включаючи зольність, щільність, вологість, міцність, швидкість сорбції та інші.
Принцип дії і характеристики активованого вугілля
Як правило, активоване вугілля для очищення води застосовується в складі сорбційної фільтра, тобто судини, заповненого сорбентом. В процесі проходження рідини через посудину з неї видаляються шкідливі домішки, причому різноманітні за формою і розміром пори активного вугілля служать місцем блокування великих частинок і дрібних молекул. Так, самі мікроскопічні пори служать притулком для молекул хлороформу і фенолу, отвори побільше - для більш об'ємних молекул.
Зольністю називають наявність неорганічних речовин в складі сорбенту (цей показник не повинен бути високим відносно фільтрів для питної води), показник міцності особливо важливий для систем водоочистки з високим навантаженням, але особливу увагу при виборі сорбенту приділяється сорбційної ємності та швидкості.
Під сорбційною ємністю вугілля розуміють його здатність затримувати і поглинати максимальну кількість забруднень. Не менш важлива і міцність зв'язування домішок, що характеризує той обсяг речовин, які вугілля може утримувати, не віддаючи назад у воду. Швидкість сорбції визначається швидкістю поглинання домішок, а важливість цього параметра визначається самими умовами очищення. Вода проходить через вугільний фільтр з великою швидкістю, затримуючись в ньому менше хвилини, тому важливо, щоб за цей невеликий проміжок часу сорбент встиг увібрати всі шкідливі речовини. Найбільш ефективними в цьому відношенні вважаються вугілля, отримані з кокосової шкаралупи і подрібнені в порошок. Дрібні частинки сорбенту забезпечують максимальний контакт всій його площі з водою, збільшуючи дієвість очищення.
Недоліки сорбентів на основі вугілля
Головний недолік картріджних вугільних фільтрів полягає в обмежених термінах експлуатації.
У міру використання всієї площі сорбенту, він перетворюється в неприємну слиз чорного кольору, яка до того ж є благодатним грунтом для зростання бактерій. Тому картриджі слід міняти негайно, не чекаючи, поки фільтр з очищає пристрою стане розсадником зарази.
Часто в вугільному сорбенті присутні бактерицидні добавки; виробники насичують його іонами срібла, що на деякий час здатне запобігти розмноженню бактерій і цвілі, але не є панацеєю.