1. Forma fizică
Carbon Activat Granular (GAC):
Cărbune activat granular (GAC) constă din particule mai mari, neregulate, cu diametrul de obicei cuprins între 0,2 mm și 5 mm. Forma și dimensiunea fiecărei particule pot varia, unele particule aparând fragmentate sau neregulate. Aceste particule mai mari permit timpi de contact mai lungi între apă sau aer și carbon, ceea ce face ca GAC să fie ideal pentru procesele continue de filtrare unde este nevoie de filtrare mai lentă. Dimensiunea mai mare a particulelor oferă, de asemenea, mai multă stabilitate fizică, prevenind destrămarea carbonului în timpul utilizării, ceea ce este crucial pentru menținerea integrității sistemului de filtrare.
Procesul de fabricație a GAC implică în general două etape principale: carbonizare și activare. În primul rând, materia primă (cum ar fi lemnul, cărbunele sau cojile de nucă de cocos) este încălzită la temperaturi ridicate pentru a elimina majoritatea componentelor organice, urmată de activarea cu abur sau dioxid de carbon pentru a crea o structură poroasă cu o suprafață mare. Carbonul granular rezultat păstrează aceste caracteristici, cu o suprafață mai mare care îi îmbunătățește proprietățile de adsorbție, făcându-l eficient în adsorbția contaminanților pe perioade mai lungi.
Datorită dimensiunii sale mai mari ale particulelor, GAC este cel mai bine utilizat pentru aplicații care necesită timpi de contact mai lungi, cum ar fi sistemele municipale de tratare a apei sau de purificare a aerului. Structura sa fizică îl face mai rezistent la înfundare și îi permite să funcționeze eficient pe perioade îndelungate, motiv pentru care este adesea ales pentru procese de filtrare pe termen lung sau continue.
Cărbune activat sub formă de pulbere (PAC):
Cărbunele activat sub formă de pulbere (PAC) constă din particule fine, mult mai mici, de obicei mai mici de 0,1 mm în diametru. Particulele fine au o suprafață mai mare în comparație cu GAC, ceea ce permite PAC să absoarbă contaminanții rapid. Cu toate acestea, această dimensiune mică a particulelor înseamnă, de asemenea, că PAC poate înfunda mai ușor sistemele de filtrare și este de obicei utilizat în procesele discontinue în care carbonul este adăugat în apă sau aer și apoi îndepărtat după o perioadă scurtă de timp.
Procesul de fabricație al PAC este similar cu cel al GAC, implicând carbonizare și activare, dar particulele de PAC sunt mult mai fine, ceea ce duce la o suprafață mai mare pe unitate de volum. Această suprafață mare îi conferă PAC capacitatea de a adsorbi o cantitate mai mare de contaminanți într-un timp mai scurt, făcându-l ideal pentru adsorbție rapidă în situațiile în care este necesară îndepărtarea rapidă a poluanților.
Datorită naturii fine a particulelor sale, PAC este mai eficient la captarea rapidă a contaminanților, ceea ce îl face util pentru nevoile de filtrare de urgență sau temporare. Cu toate acestea, particulele fine înseamnă, de asemenea, că PAC nu este potrivit pentru utilizare continuă sau pentru sisteme de filtrare pe termen lung, deoarece particulele sunt dificil de regenerat sau reutilizat eficient.
2. Suprafața și eficiența de adsorbție
Carbon Activat Granular (GAC):
În timp ce GAC are o suprafață relativ mare, este mai mică pe unitatea de volum în comparație cu PAC. Dimensiunea mai mare a particulelor de GAC asigură un timp de contact mai lung cu apa sau aerul, ceea ce este esențial pentru absorbția eficientă a poluanților pe perioade lungi. GAC este ideal pentru procesele în care contaminanții sunt prezenți în concentrații mai mici și necesită o expunere prelungită la carbon pentru o îndepărtare eficientă.
În aplicații precum tratarea apei și purificarea aerului, GAC este de obicei plasat într-o coloană sau un pat, prin care apa sau aerul curge cu o viteză controlată. Pe măsură ce fluidul trece prin patul GAC, contaminanții aderă treptat la suprafața particulelor de carbon, până când capacitatea de adsorbție a carbonului este epuizată. Timpul de contact extins permite GAC să elimine un spectru larg de poluanți, inclusiv clorul, compușii organici volatili (COV) și alte substanțe chimice dizolvate.
În timp ce GAC este eficient pentru procesele de filtrare continuă, capacitatea sa de adsorbție nu este la fel de mare ca PAC în situațiile care necesită îndepărtarea rapidă a contaminanților. De exemplu, GAC poate să nu fie la fel de eficient în îndepărtarea moleculelor mici sau a poluanților care necesită o adsorbție mai rapidă, deoarece particulele mai mari nu asigură același contact imediat cu contaminanții.
Cărbune activat sub formă de pulbere (PAC):
PAC are o suprafață semnificativ mai mare pe unitatea de volum în comparație cu GAC, ceea ce înseamnă că are o capacitate mai mare de a adsorbi poluanții într-o perioadă mai scurtă de timp. Acest lucru face ca PAC să fie extrem de eficient pentru situațiile în care îndepărtarea rapidă a contaminanților este esențială, cum ar fi în tratarea apelor uzate sau în situații de urgență în care contaminanții sunt în concentrații mari și trebuie îndepărtați rapid.
Suprafața mare a PAC îi permite să adsorbe contaminanții într-un ritm mult mai rapid decât GAC, făcându-l ideal pentru procesele în loturi sau situații în care contaminanții trebuie îndepărtați rapid. De exemplu, PAC este adesea folosit pentru îndepărtarea rapidă a clorului, coloranților și compușilor organici din apa potabilă și tratarea apelor uzate. În aceste cazuri, PAC poate trata cantități mari de apă într-o perioadă scurtă de timp.
În timp ce PAC este mai eficient în ceea ce privește adsorbția rapidă, dimensiunea particulelor sale fine înseamnă, de asemenea, că poate înfunda mai ușor sistemele de filtrare. Acest lucru creează provocări în ceea ce privește filtrarea și regenerarea. În plus, deoarece PAC de obicei nu este reutilizat, trebuie înlocuit frecvent, ceea ce poate crește costurile operaționale.
3. Aplicații
Carbon Activat Granular (GAC):
GAC este utilizat pe scară largă în sistemele de filtrare continuă, în special în aplicațiile de tratare a apei și purificare a aerului, unde este utilizat pentru filtrarea pe termen lung. Aplicațiile comune includ:
Tratarea apei potabile: GAC este utilizat în mod obișnuit în stațiile municipale de tratare a apei pentru a îndepărta contaminanții organici, clorul, gusturi, mirosuri și unele substanțe toxice. Dimensiunea sa mare a particulelor permite o filtrare mai lentă și mai controlată, ceea ce este important pentru tratarea unor volume mari de apă.
Tratarea apelor uzate: GAC este utilizat în stațiile de tratare a apelor uzate industriale pentru a îndepărta compușii organici dizolvați, metalele grele și alți contaminanți. În aceste sisteme, GAC este de obicei plasat în paturi fixe sau fluidizate prin care curge apa uzată, asigurând o adsorbție eficientă pe o perioadă îndelungată.
Purificarea aerului: GAC este utilizat pe scară largă în sistemele de filtrare a aerului pentru a elimina compușii organici volatili (COV), mirosurile și poluanții chimici din aerul evacuat industrial, precum și în purificatoarele de aer de uz casnic. Este deosebit de eficient în îndepărtarea substanțelor mirositoare și a gazelor nocive din aer.
Avantajul principal al GAC este longevitatea și capacitatea sa de a fi regenerat, ceea ce îl face ideal pentru sistemele de filtrare continuă unde este necesar un timp de contact mai lung pentru îndepărtarea eficientă a poluanților. Este utilizat în mod obișnuit în sistemele la scară largă în care funcționarea pe termen lung și eficiența costurilor sunt importante.
Cărbune activat sub formă de pulbere (PAC):
PAC este utilizat de obicei în procesele discontinue sau pentru aplicații care necesită îndepărtarea rapidă a poluanților. Aplicațiile comune includ:
Tratarea apei potabile și a apelor uzate: PAC este adesea adăugat în apă sau în apele uzate ca floculant pentru a îndepărta compușii organici, coloranții, clorul și mirosurile. După ce PAC este amestecat cu apa și adsorb contaminanții, este de obicei îndepărtat prin sedimentare sau filtrare.
Industria alimentară și a băuturilor: PAC este utilizat în procesarea alimentelor, în special în producția de băuturi, pentru a îndepărta coloranții, impuritățile și mirosurile. Este folosit în mod obișnuit în producția de bere, suc și băuturi răcoritoare pentru a asigura puritatea și claritatea.
Tratarea gazelor industriale: PAC este, de asemenea, utilizat în aplicațiile de tratare a gazelor industriale pentru a elimina COV, gaze și mirosuri din emisiile în aer. Este deosebit de util în aplicațiile în care este nevoie de a trata volume mari de aer într-un timp scurt.
Datorită dimensiunii sale fine a particulelor și eficienței mari de adsorbție, PAC este ideal pentru tratamente în loturi sau situații de urgență. Poate absorbi rapid cantități mari de contaminanți, dar nu este potrivit pentru utilizare continuă, deoarece particulele fine sunt greu de regenerat și trebuie înlocuite frecvent.
