За пречистване на вода
Активен въглен може да бъде получен от практически всеки въглероден материал, който съдържа значителен процент елементарен въглерод.
Често използвани суровини за производството на активен въглен са: битумни въглища, кафяви въглища, кокосови черупки, антрацит, дърво.
Около 60% от целия активен въглен в света са твърди въглища. Крайните характеристики на активния въглен могат да бъдат различни и зависят от много фактори по време на производствения процес. Черните въглища се характеризират с просто образуване на развита структура, кафявите въглища достигат най-голям обем на порите, кокосовите въглища се характеризират с най-голям брой активни места, твърдост и устойчивост на абразия. Антрацитът има най-голямо количество елементарен въглерод от всички изброени по-горе, което го прави най-твърдият и най-устойчив на агресивна среда. Дървените въглища се използват като насипни въглища с ниска насипна плътност и относително голям брой макропори.
Както можете да забележите, произходът на използвания активен въглен определя неговата порьозност и възможността за използване на активния въглен в различни индустриални процеси.
Активният въглен е микропорест и инертен сорбент. Активният въглен е много порест материал с голяма вътрешна площ до 1500 m2/g. Благодарение на тази развита вътрешна структура, въглищата са силен адсорбент, използван за отстраняване на органични съединения от течности и газове.
Активният въглен абсорбира както органични, така и някои неорганични съединения, като тежки метали. Окислителите като хлор или озон също могат да бъдат премахнати. Абсорбира остатъците от лекарства и амоняк. Примесите се абсорбират на повърхността или вътре в въглищата. Активният въглен като неутрален химикал няма странични ефекти.
Този филтриращ материал е подходящ и за аквариуми с риби Garra rufa.
Структура на активен въглен:
Основната структурна единица на активен въглен е шестоъгълната структура на графита, като по този начин приема формата на безброй малки графитни плочи. Плочите са свързани помежду си с химически връзки, които създават цепки, пукнатини и джобове, в които се адсорбират примесите.
| графитна структура | структура на активен въглен |
Наличието на вътрешната структура на активен въглен увеличава скоростта на процеса на абсорбция и го прави по-ефективен. За най-използваните видове активен въглен размерът на площта е в границите 800 - 1500 m2/g. Повърхността на тези въглища се характеризира по-специално с наличието на микропори, чийто ефективен диаметър е по-малък от 2 nm. Всъщност активният въглен се състои от сложна мрежа от пори, класифицирани като:
Мезопори (2-50 nm диаметър)
Макропори (> 50 nm диаметър)
Адсорбцията върху активен въглен се извършва главно в микропорите и в малка степен в мезопорите, докато макропорите функционират само като поточни канали за адсорбата в мезопорите и на повърхността на микропорите. Разпределението на размера на порите в дадени въглища зависи от вида на използваната суровина и метода и условията за нейното производство.
Гранулирани въглища - гранули с активен въглен имат неправилна форма.
Тези въглища обикновено се използват за пречистване на течности, въпреки че се случва гранулираните въглища с по-голям размер на зърната да се използват и за пречистване на въздух, газове или като катализатор за реакции.
Използване на гранулиран активен въглен:
- пречистване на питейна вода в общински пречиствателни станции (подобряване на цвета, вкуса и миризмата, премахване на пестициди и хуминови съединения)
- каталитично отстраняване на остатъчния хлор и озон
- намаляване на CHZT, AOX при пречистване на отпадъчни води
- отстраняване на органични съединения (BTEX) в процеса на възстановяване на водата и почвата
- обезцветяване на хранителни продукти (захар, глюкоза)
- пречистване на парафин и фармацевтичен глицерин
Образувани въглища - този въглен е под формата на ролки, чиято дължина е най-малко два пъти диаметъра.
Филтърното легло с формован активен въглен създава по-малко въздушно съпротивление, отколкото субстрат със същата височина с гранулиран въглерод. Следователно този вид въглища също се използва главно за филтриране и вентилация на въздух и газове.
Най-важните приложения включват:
- намаляване на летливите органични съединения
- пречистване на следреакционни газове от различни замърсители
- дезодориране на въздуха, напр. в зали за пренос на отпадъци или в пречиствателни станции
- възстановяване на органични съединения
- почистване на природен газ и биогаз