استفاده از رزین های تبادل یونی در سیستم های تصفیه آب

کربن فعال چیست ؟

کربن فعال (کربن اکتیو) یا زغال فعال عنصر متخلخلی است که ترکیبات (عمدتاً ترکیبات آلی) موجود در هوا و یا آب را به دام می اندازد. زغال فعال این کار را با اثر بخشی بالا انجام می دهد و به همین دلیل است که پر کاربرد ترین عامل تصفیه کننده هوا و آب شناخته شده است.

ترکیبات آلی از متابولیسم موجودات زنده به دست می آیند و ساختار اصلی آن ها زنجیره ای از اتم های کربن و هیدروژن تشکیل شده است.

کربن فعال در چه مواردی کاربرد دارد ؟

تصفيه آب :

کربن فعال می تواند آفت کش ها، چربی ها، روغن ها، مواد شوینده، محصولات جانبی ضد عفونی، سموم، ترکیبات رنگ ساز، ترکیبات تولید شده از تجزیه جلبک ها یا متابولیسم حیوانات را از آب کند.

خوشبو کردن و تصفیه هوا :

به عنوان مثال، در ماسک های فیلتر دار، سیستم های چرخش هوا در فضا های عمومی، دریچه های هوا و تصفیه خانه های آب، غرفه های رنگرزی، فضای ذخیره سازی و ... می توان از فیلتر هایی که با استفاده از کربن فعال ساخته شده اند، استفاده کرد.

درمان افرادی که دچار مسمومیت حاد هستند !

کربن فعال به عنوان یک پادزهر جهانی در نظر گرفته می شود و در اورژانس ها و بیمارستان ها نیز استفاده و بهره برداری می شود.

تصفیه شکر :

زغال سنگ پروتئین هایی را که به آب نیش رنگ می دهند، حذف می کند. هدف اصلی این فرآیند جلوگیری از تخمیر و فاسد شدن شکر می باشد.

حذف رنگ روغن گیاهی :

کربن اکیتو، رنگ را از روغن نارگیل، گلوکز ذرت و دیگر مایعات مورد استفاده در صنایع غذایی حذف می کند.

بو زدایی آب :

زعال فعال می تواند در فیلتر های تصفیه آب نقش مهمی در تصفیه آب و همچنین بوزدایی از آب داشته باشد.

بازیابی طلا :

طلایی که با فرآیند شناورسازی از دیگر مواد معدنی جدا نمی شود، در سیانید سدیم حل می شود و به کربن فعال جذب می شود.

کربن اکتیو چه فوایدی دارد ؟

کربن اکتیو به عنوان یک محیط جذب شناخته شده است و وظیفه آن جذب مولکول های آلی در منافذ ریز آن است. کربن با استفاده از فرآیند های حرارتی یا شیمیایی فعال می شود تا ظرفیت جذب خود را افزایش دهد.

هر ذره کربنی قابلیت جذب دارد. به همین دلیل است که برخی افراد برای از بین بردن بو ها، کربن را در یخچال قرار می دهند. اگر کربن را در یک ظرف آب قرار دهید نیز همین خاصبت را خواهد داشت. کربن فعال می تواند رنگ، مزه و بو را از آب حدف کند.

فعال کردن کربن شامل متخلخل کردن آن برای افزایش ظرفیت جذب آن می باشد. سطح یک گرم کربن حدود 50 متر مربع است. با روند فعال سازی به 600 یا 800 متر مربع می رسد. یعنی بین 12 تا 16 برابر افزایش می یابد.

اتم های کربنی :

اتم های کربنی که ماده جامدی را تشکیل می دهند که ما آن را کربن می نامیم، با پیوند های کوالانسی به هم متصل می شوند. هر اتم یک الکترون را با چهار اتم کربن دیگر متصل می شوند (به یاد داشته باشید که در کران های یونی، الکترونگاتیوترین اتم یک یا چند الکترون را از دیگری می گیرد).

اتم هایی که روی سطح نیستند، چهار پیوند خود را در همه جهات توزیع می کنند. اما اتم های سطحی، اگر چه به چهار اتم دیگر متصل هستند، اما مجبور به انجام این کار در فضای کم تری هستند و عدم تعادل نیرو ها در آن ها باقی می ماند. این عدم تعادل همان چیزی است که آن ها را با به دام انداختن مولکولی از مایعی که کربن را احاطه کرده است، سوق می دهد.

نیروی پراکندگی لاندن :

نیرویی که اتم کربن سطحی دیگری را به دام می اندازد، نیروی پراکندگی لاندن نامیده می شود که یکی از هفت نوع نیروی های واندروالسی می باشد. این یک پیوند فیزیکی و شیمیایی در نظر گرفته می شود و به اندازه ای قوی است که می تواند آلاینده ها را جذب کند، اما نه آنقدر قوی که به عنوان یک پیوند شیمیایی برگشت ناپذیر در نظر گرفته شود که ساختار مولکولی جدیدی را تشکیل دهد. بنابراین، جذب برگشت پذیر است و کربن فعال می تواند مجدداً برای استفاده مجدد فعال شود.

همان طور که گفتیم، مولکول هایی که کربن جذب می کنند، تمایل به کوالانسی دارند. یونی نیست، زیرا سعی می کند الکترون هایی را به اتم های کربن متصل کند. پیوند های بین اتم های کربن و هیدروژن از نوع کوالانسی هستند و به همین دلیل کربن جاذب خوبی برای مولکول های آلی شناخته شده است.

همه مولکول های آلی تمایل به پیوند کوالانسی ندارند. آن ها معمولاً حاوی اکسیژن، گوگرد و سایر اتم های الکترونگاتیوی بالا هستند که به بخشی از مولکول که آن ها را در بر می گیرد، تمایل به پیوند یونی می دهد. از طرف دیگر، همه مولکول های معدنی تمایل به پیوند یونی ندارند. دی سیانید طلا که کربن فعال را به بخشی ضروری از فرآیند استخراج این فلز گرانبها تبدیل می کند، از این قبیل است.

از کدام مواد خام می توان کربن فعال به دست آورد ؟

هر ذره کربنی را می توان فعال کرد. با این حال، اگر کربن بسیار منظم باشد (مانند الماس یا گرافیت)، حذف برخی از اتم های کربن برای ایجاد منافذ دشوار است.

یکی از راه های طبقه بندی کربن ها، بر اساس درجه کک سازی یا ترتیب اتم های کربن آن ها می باشد. هر چه کربن سختی کم تری داشته باشد و راحت تر می توان آن را فعال کرد.

پوسته نارگیل و زغال چوب نارگیل :

متداول ترین مواد خام مورد استفاده برای تولید کربن فعال عبارت است از :

چوب های نرم (مانند کاج)، کربن های معدنی زغال سنگ (زغال سنگ، قیر و آنتراسیت) ، پوسته پوسته نارگیل، پوست گردو و ...

ذغال سنگ معدنی :

کربن هایی که از زغال سنگ ساخته شده اند، تمایل دارند طیف گسترده ای از منافذ را تشکیل دهند. آن ها معمولاً برای کاربرد هایی که ترکیباتی که باید حفظ شوند دارای اندازه های مولکولی متفاوت هستند، مناسب تر هستند.

کربن هایی که از پوسته های سخت به دست می آیند، منافذ کوچکی را تشکیل می دهند و در تصفیه گاز ها یا در تصفیه آب خروجی از چاه استفاده می شوند.

کربن های فعال ساخته شده از چوب های نرم، منافذ با قطر بزرگ را تشکیل می دهند و به ویژه برای مایعات بی رنگ مناسب هستند.

کربن را می توان به صورت پودر و دانه تولید کرد.

کربن چگونه فعال می شود ؟

کربن را می توان با فرآیند های حرارتی یا شیمیایی فعال کرد. فرآیند های حرارتی شامل تحریک اکسیداسیون جزئی کربن، برای رسیدن به تشکیل منافذ، اما اجتناب از تبدیل شدن به گاز و از دست دادن کربن بیشتر از حد لازم است. این فرآیند در دما های بین 600 تا 1100 درجه سانتی گراد (1112 درجه فارنهایت و 2012 درجه فارنهایت) و در اتمسفر کنترل شده (که با تزریق مقدار مناسبی از بخار آب یا نیتروژن حاصل می شود) رخ می دهد.

فرآیند های شیمیایی از مواد اولیه قبل از کربن شدن شروع می شود. این معرف ها عوامل کم آب کننده (مانند اسید فسفریک) هستند که پیوند هایی را می شکند که زنجیره های سلولزی را به هم متصل می کند. پس از این مرحله، مواد در دمای نسبتاً پایین (حدود 550 درجه سانتی گراد یا 1022 درجه فارنهایت) کربنیزه شده و سپس برای حذف بقایای معرف و سایر محصولات جانبی شسته می شوند.

ظرفیت جذب کربن اکتیو چه قدر است ؟

ظرفیت یک کربن اکتیو برای حفظ یک ماده معین نه تنها با مساحت سطح آن مشخص می شود، بلکه با نسبت منافذی که اندازه مناسبی دارند نیز مشخص شود، یعنی قطر یک کربن مناسب بین یک تا پنج برابر مولکول مورد نظر است.

C نشان دهنده کربن فعال است. CO و CO2 اکسید های سطحی هستند که به تدریج فضا هایی را اشغال می کنند که در صورت مسدود شدن، دیگر در واکنش شرکت نمی کنند. برخی از این اکسید ها به صورت CO و CO2 در محلول آزاد می شوند. این کار دوباره فضا هایی را در دسترس می گذارد که بنابراین ظرفیت کربن فعال دانه ای برای این واکنش را افزایش می دهد.

در مورد کلر نیز در اولین لحظات عملیات روی سطح زغال سنگ تجمع می یابد. با ادامه رسیدن HOCl یا OCl به سطح کربن، سرعت واکنش کمی کاهش می یابد و سپس کلر شروع به آزاد شدن می کند.

کدام نوع کربن فعال برای تصفیه آب مناسب می باشد ؟

آلاینده هایی که معمولاً در آب وجود دارند معمولاً دارای وزن مولکولی کم هستند و برای این موارد مناسب ترین کربن، کربنی است که دارای تخلخل بالا باشد. کربن هایی که به بهترین نحو این شرایط را برآورده می کنند، اولاً کربن های پوسته نارگیل هستند.

چه نوع کربن فعال برای تصفیه هوا و گاز ها مناسب می باشد ؟

تمام آلاینده ها در حالت گازی قطر مولکولی کم تر از 2 نانومتر دارند. این به این معنی است که آن ها ترجیحاً در منافذ ریز جذب می شوند. کربن های پوسته نارگیل دارای بالا ترین تخلخل هستند و بنابراین بیشترین استفاده را در دستگاه های تصفیه هوا و گاز دارند.

در کربن های فعال ساختاری اصلاح شده وجود دارد، کربن های فعال ویژه، زمانی استفاده می شوند که کربن فعال استاندارد نتواند ترکیبات غیر آلی دیگر را حذف کند.

در صورتی که تمایل داشته باشید، می توانید در ادامه همراه ما باشید تا در مورد سیستم های تصفیه آب و هوا و محل هایی که مورد استفاده قرار می گیرند، اطلاعاتی به دست آورید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص کربن فعال و نحوه تولید آن به وب سایت ناب زیست مراجعه نمایید.

تلفن های تماس جهت دریافت مشاوره و ثبت سفارش ها : ۰۲۱۸۸۷۲۱۰۹۲ و ۰۹۱۲۸۷۱۴۶۷۰

کربن فعال چیست ؟

کربن فعال (کربن اکتیو) یا زغال فعال عنصر متخلخلی است که ترکیبات (عمدتاً ترکیبات آلی) موجود در هوا و یا آب را به دام می اندازد. زغال فعال این کار را با اثر بخشی بالا انجام می دهد و به همین دلیل است که پر کاربرد ترین عامل تصفیه کننده هوا و آب شناخته شده است.

ترکیبات آلی از متابولیسم موجودات زنده به دست می آیند و ساختار اصلی آن ها زنجیره ای از اتم های کربن و هیدروژن تشکیل شده است.

کربن فعال در چه مواردی کاربرد دارد ؟

تصفيه آب :

کربن فعال می تواند آفت کش ها، چربی ها، روغن ها، مواد شوینده، محصولات جانبی ضد عفونی، سموم، ترکیبات رنگ ساز، ترکیبات تولید شده از تجزیه جلبک ها یا متابولیسم حیوانات را از آب کند.

خوشبو کردن و تصفیه هوا :

به عنوان مثال، در ماسک های فیلتر دار، سیستم های چرخش هوا در فضا های عمومی، دریچه های هوا و تصفیه خانه های آب، غرفه های رنگرزی، فضای ذخیره سازی و ... می توان از فیلتر هایی که با استفاده از کربن فعال ساخته شده اند، استفاده کرد.

درمان افرادی که دچار مسمومیت حاد هستند !

کربن فعال به عنوان یک پادزهر جهانی در نظر گرفته می شود و در اورژانس ها و بیمارستان ها نیز استفاده و بهره برداری می شود.

تصفیه شکر :

زغال سنگ پروتئین هایی را که به آب نیش رنگ می دهند، حذف می کند. هدف اصلی این فرآیند جلوگیری از تخمیر و فاسد شدن شکر می باشد.

حذف رنگ روغن گیاهی :

کربن اکیتو، رنگ را از روغن نارگیل، گلوکز ذرت و دیگر مایعات مورد استفاده در صنایع غذایی حذف می کند.

بو زدایی آب :

زعال فعال می تواند در فیلتر های تصفیه آب نقش مهمی در تصفیه آب و همچنین بوزدایی از آب داشته باشد.

بازیابی طلا :

طلایی که با فرآیند شناورسازی از دیگر مواد معدنی جدا نمی شود، در سیانید سدیم حل می شود و به کربن فعال جذب می شود.

کربن اکتیو چه فوایدی دارد ؟

کربن اکتیو به عنوان یک محیط جذب شناخته شده است و وظیفه آن جذب مولکول های آلی در منافذ ریز آن است. کربن با استفاده از فرآیند های حرارتی یا شیمیایی فعال می شود تا ظرفیت جذب خود را افزایش دهد.

هر ذره کربنی قابلیت جذب دارد. به همین دلیل است که برخی افراد برای از بین بردن بو ها، کربن را در یخچال قرار می دهند. اگر کربن را در یک ظرف آب قرار دهید نیز همین خاصبت را خواهد داشت. کربن فعال می تواند رنگ، مزه و بو را از آب حدف کند.

فعال کردن کربن شامل متخلخل کردن آن برای افزایش ظرفیت جذب آن می باشد. سطح یک گرم کربن حدود 50 متر مربع است. با روند فعال سازی به 600 یا 800 متر مربع می رسد. یعنی بین 12 تا 16 برابر افزایش می یابد.

اتم های کربنی :

اتم های کربنی که ماده جامدی را تشکیل می دهند که ما آن را کربن می نامیم، با پیوند های کوالانسی به هم متصل می شوند. هر اتم یک الکترون را با چهار اتم کربن دیگر متصل می شوند (به یاد داشته باشید که در کران های یونی، الکترونگاتیوترین اتم یک یا چند الکترون را از دیگری می گیرد).

اتم هایی که روی سطح نیستند، چهار پیوند خود را در همه جهات توزیع می کنند. اما اتم های سطحی، اگر چه به چهار اتم دیگر متصل هستند، اما مجبور به انجام این کار در فضای کم تری هستند و عدم تعادل نیرو ها در آن ها باقی می ماند. این عدم تعادل همان چیزی است که آن ها را با به دام انداختن مولکولی از مایعی که کربن را احاطه کرده است، سوق می دهد.

نیروی پراکندگی لاندن :

نیرویی که اتم کربن سطحی دیگری را به دام می اندازد، نیروی پراکندگی لاندن نامیده می شود که یکی از هفت نوع نیروی های واندروالسی می باشد. این یک پیوند فیزیکی و شیمیایی در نظر گرفته می شود و به اندازه ای قوی است که می تواند آلاینده ها را جذب کند، اما نه آنقدر قوی که به عنوان یک پیوند شیمیایی برگشت ناپذیر در نظر گرفته شود که ساختار مولکولی جدیدی را تشکیل دهد. بنابراین، جذب برگشت پذیر است و کربن فعال می تواند مجدداً برای استفاده مجدد فعال شود.

همان طور که گفتیم، مولکول هایی که کربن جذب می کنند، تمایل به کوالانسی دارند. یونی نیست، زیرا سعی می کند الکترون هایی را به اتم های کربن متصل کند. پیوند های بین اتم های کربن و هیدروژن از نوع کوالانسی هستند و به همین دلیل کربن جاذب خوبی برای مولکول های آلی شناخته شده است.

همه مولکول های آلی تمایل به پیوند کوالانسی ندارند. آن ها معمولاً حاوی اکسیژن، گوگرد و سایر اتم های الکترونگاتیوی بالا هستند که به بخشی از مولکول که آن ها را در بر می گیرد، تمایل به پیوند یونی می دهد. از طرف دیگر، همه مولکول های معدنی تمایل به پیوند یونی ندارند. دی سیانید طلا که کربن فعال را به بخشی ضروری از فرآیند استخراج این فلز گرانبها تبدیل می کند، از این قبیل است.

از کدام مواد خام می توان کربن فعال به دست آورد ؟

هر ذره کربنی را می توان فعال کرد. با این حال، اگر کربن بسیار منظم باشد (مانند الماس یا گرافیت)، حذف برخی از اتم های کربن برای ایجاد منافذ دشوار است.

یکی از راه های طبقه بندی کربن ها، بر اساس درجه کک سازی یا ترتیب اتم های کربن آن ها می باشد. هر چه کربن سختی کم تری داشته باشد و راحت تر می توان آن را فعال کرد.

پوسته نارگیل و زغال چوب نارگیل :

متداول ترین مواد خام مورد استفاده برای تولید کربن فعال عبارت است از :

چوب های نرم (مانند کاج)، کربن های معدنی زغال سنگ (زغال سنگ، قیر و آنتراسیت) ، پوسته پوسته نارگیل، پوست گردو و ...

ذغال سنگ معدنی :

کربن هایی که از زغال سنگ ساخته شده اند، تمایل دارند طیف گسترده ای از منافذ را تشکیل دهند. آن ها معمولاً برای کاربرد هایی که ترکیباتی که باید حفظ شوند دارای اندازه های مولکولی متفاوت هستند، مناسب تر هستند.

کربن هایی که از پوسته های سخت به دست می آیند، منافذ کوچکی را تشکیل می دهند و در تصفیه گاز ها یا در تصفیه آب خروجی از چاه استفاده می شوند.

کربن های فعال ساخته شده از چوب های نرم، منافذ با قطر بزرگ را تشکیل می دهند و به ویژه برای مایعات بی رنگ مناسب هستند.

کربن را می توان به صورت پودر و دانه تولید کرد.

کربن چگونه فعال می شود ؟

کربن را می توان با فرآیند های حرارتی یا شیمیایی فعال کرد. فرآیند های حرارتی شامل تحریک اکسیداسیون جزئی کربن، برای رسیدن به تشکیل منافذ، اما اجتناب از تبدیل شدن به گاز و از دست دادن کربن بیشتر از حد لازم است. این فرآیند در دما های بین 600 تا 1100 درجه سانتی گراد (1112 درجه فارنهایت و 2012 درجه فارنهایت) و در اتمسفر کنترل شده (که با تزریق مقدار مناسبی از بخار آب یا نیتروژن حاصل می شود) رخ می دهد.

فرآیند های شیمیایی از مواد اولیه قبل از کربن شدن شروع می شود. این معرف ها عوامل کم آب کننده (مانند اسید فسفریک) هستند که پیوند هایی را می شکند که زنجیره های سلولزی را به هم متصل می کند. پس از این مرحله، مواد در دمای نسبتاً پایین (حدود 550 درجه سانتی گراد یا 1022 درجه فارنهایت) کربنیزه شده و سپس برای حذف بقایای معرف و سایر محصولات جانبی شسته می شوند.

ظرفیت جذب کربن اکتیو چه قدر است ؟

ظرفیت یک کربن اکتیو برای حفظ یک ماده معین نه تنها با مساحت سطح آن مشخص می شود، بلکه با نسبت منافذی که اندازه مناسبی دارند نیز مشخص شود، یعنی قطر یک کربن مناسب بین یک تا پنج برابر مولکول مورد نظر است.

C نشان دهنده کربن فعال است. CO و CO2 اکسید های سطحی هستند که به تدریج فضا هایی را اشغال می کنند که در صورت مسدود شدن، دیگر در واکنش شرکت نمی کنند. برخی از این اکسید ها به صورت CO و CO2 در محلول آزاد می شوند. این کار دوباره فضا هایی را در دسترس می گذارد که بنابراین ظرفیت کربن فعال دانه ای برای این واکنش را افزایش می دهد.

در مورد کلر نیز در اولین لحظات عملیات روی سطح زغال سنگ تجمع می یابد. با ادامه رسیدن HOCl یا OCl به سطح کربن، سرعت واکنش کمی کاهش می یابد و سپس کلر شروع به آزاد شدن می کند.

کدام نوع کربن فعال برای تصفیه آب مناسب می باشد ؟

آلاینده هایی که معمولاً در آب وجود دارند معمولاً دارای وزن مولکولی کم هستند و برای این موارد مناسب ترین کربن، کربنی است که دارای تخلخل بالا باشد. کربن هایی که به بهترین نحو این شرایط را برآورده می کنند، اولاً کربن های پوسته نارگیل هستند.

چه نوع کربن فعال برای تصفیه هوا و گاز ها مناسب می باشد ؟

تمام آلاینده ها در حالت گازی قطر مولکولی کم تر از 2 نانومتر دارند. این به این معنی است که آن ها ترجیحاً در منافذ ریز جذب می شوند. کربن های پوسته نارگیل دارای بالا ترین تخلخل هستند و بنابراین بیشترین استفاده را در دستگاه های تصفیه هوا و گاز دارند.

در کربن های فعال ساختاری اصلاح شده وجود دارد، کربن های فعال ویژه، زمانی استفاده می شوند که کربن فعال استاندارد نتواند ترکیبات غیر آلی دیگر را حذف کند.

در صورتی که تمایل داشته باشید، می توانید در ادامه همراه ما باشید تا در مورد سیستم های تصفیه آب و هوا و محل هایی که مورد استفاده قرار می گیرند، اطلاعاتی به دست آورید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص کربن فعال و نحوه تولید آن به وب سایت ناب زیست مراجعه نمایید.

تلفن های تماس جهت دریافت مشاوره و ثبت سفارش ها : ۰۲۱۸۸۷۲۱۰۹۲ و ۰۹۱۲۸۷۱۴۶۷۰