Filtre cu carbune activ

Filtre de apa cu carbune activ

Carbunele activ, utilizat la filtrele de apa, este o clasa de substante alcatuite preponderent din carbon. Carbunele, de origine vegetala sau minerala, devine “activ” prin procesul 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:

  1. Actiune chimica: catalizarea reactiei de reducere a unor substante anorganice.
  2. Actiune fizico-chimica: principalul avantaj al carbunelui activ este puterea de adsorbtie, sau capacitatea de a retine, in porii sai, diferite tipuri de molecule.
  3. 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.

Carbunele activ isi gaseste nenumarate aplicatii in diferite domenii, cum ar fi cel al tratarii (inclusiv epurarii) apei si a aerului, in industria zaharului, in vinificatie s.a.m.d.. In mod special in tratarea apei, filtrele de apa 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 substantelor toxice (prin adsorbtie) precum 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. Cu toate ca acest tip de functionare trebuie evitat, se poate intampla ca pierderea de sarcina a stratului de carbune activ sa atinga valoarea de 0,8 bar; in acest caz trebuie realizata o spalare inversa a stratului filtrant. Rolul spalarii inverse este de a reface eficienta patului filtrant, inlaturind particulele solide retinute in timpul functionarii. Aceasta se realizeaza cu ajutorul unui debit stabilit de apa ce strabate stratul filtrant. De obicei se utilizeaza termenul „regenerare” pentru a indica o faza de spalare inversa urmata de o faza de spalare (clatire) a mediului filtrant. Regenerarea se realizeaza automat, in functie de modul de lucru al sistemului automat de comanda al filtrului (functie de un program de timp sau functie de pierderea de presiune prin filtru).

Trebuie retinut ca in cazul filtrelor de apa 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. 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 FACV 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 mica ( timp de contact mai mare = cantitate mai mare de carbune = suprafata mai mare a stratului filtrant = viteza de traversare mai mica).

In orice caz, la straturi filtrante identice, eficienta eliminarii substantelor nocive creste odata cu scaderea debitului de apa. Din punct de vedere constructiv, filtrele cu carbune activ NOBEL pot fi impartite in:

  • Filtre cu coloane din rasini poliesterice armate cu fibra de sticla FACV/T (cu comanda de timp)
  • Filtre cu coloane metalice FACD (cu comanda functie de timp sau de pierderea de presiune)