کربن اکتیو یا زغال اکتیو

اولترااسيون (Ultrafiltration)

اولترااسيون (Ultrafiltration)، یک فرایند غشایی جهت تصفیه خانه آب با قابلیت حذف ذرات معلق، مواد کلوئیدی، باكتريها، ويروسها، پاتوژنهاي موجود، جهت توليد آب با خلوص بالا و SDI پايين مي باشد. اولترافیلتراسیون، یکی از روش های جداسازی ترکیبات نامطلوب از یک سیال می باشد که این تکنولوژی برای حذف ذرات معلق، باكتريها، ويروسها، اندوتوكسين و ديگر میکروارگانیزم های بیماری­زای موجود در آب و فاضلاب، کاربرد دارد. در واقع این سیستم، ذرات معلق به قطر 0/03 میکرون و بزرگتر را از محلول جدا می کند.

 غشاء های اولترافیلتراسیون قادر به حذف ذرات بزرگتر از mµ 0.005 می باشند. اندازه منافذ غشاء در فرایند اولتراسیون حدود 0/015 الی 8 نانومتر بوده و اختلاف فشار اعمال شده در این سیستم بین 0/5 الی 10 بار می باشد . حذف ذرات در اولترافیلتراسیون به میزان کمی به بار الکتریکی ذره و تا حد زیادی به سایز ذره بستگی دارد. غشاء اولترافیلتراسیون جهت جداسازی و خالص سازی رنگهای کلوئیدی از پسابهای صنعتی، پروتئینها، جداسازی لیگنین (Lignin) در کاغذسازی، بعضی از محلولهای کلوئیدی، جداسازی روغن از پساب، تغلیظ پروتئین شیر و مشتقات آن، خالص سازی خون، تصفیه و شفاف سازی آبمیوه و کلاً موادی که وزن مولکولی آنها بیشتر از 1000 دالتون است به کار می رود. اولترافیلتراسیون معمولاً در جداسازی جریان مواد آلی مؤثر نمی باشد.

نیروی محرکه این فرآیند، اختلاف فشار می باشد. در طي اين فرايند، جريان سيال ورودي بصورت مماسي از سطح ممبران عبور داده شده و به دو فاز آب تصفیه شده (Permeate) و آب تغلیظ یا پساب (Concentrate) تقسیم می­شود، سپس آب تغليظ شده وارد لوله اصلي پساب و آب تصفيه شده جهت ضدعفوني نهائي به مخزن ذخيره هدايت مي شود.

فشار عملکردی سیستم های اولترافیلتراسیون، 0.2 تا 7 بار بوده و بدلیل اتومات بودن، نیاز به اپراتوری کمی دارد. مدول های اولترافیلتراسیون از ممبران های بسیار مستحکم hollow fiber ساخته می شوند که دارای ویژگی های زیر می باشند:

- دارای منافذ با قطر اسمی 0.03 میکرون برای حذف باکتری ها، ویروس ها و ذرات کلوئیدی

- دارای لوله های توخالی پلیمری PVDF برای استحکام بالا و مقاومت در برابر مواد شیمیایی

- دارای فیبرهای PVDF آب دوست، جهت شست و شوی آسان و ترشوندگی که به عملکرد طولانی مدت، کمک می کند.

- دارای هوزینگ های U-PVC که نیاز به پرشر وسل را مرتفع کرده و مقاوم به اشعه UV هستند.

فرآیند کلی اولترافیلتراسیون بدین صورت است که آب ناخالص توسط یک پمپ وارد فیلترهای میکرونی و سپس ممبران UF شده و بعد از خروج از ممبران UF، مواد شیمیایی مورد نیاز به آن تزریق می شود.

كاربرد سيستم اولترااسيون (UF)

1-حذف روغنی / نفت از آب / پساب صنایع نفت و گاز و پتروشیمی بخصوص روغن موجود در سیکل آب برگشتی

2- بکارگیری به عنوان پیش تصفیه سیستمهای Ro و NF در صنایع

3- پیش تصفیه سیستمهای آب شیرین کن دریایی جهت حذف مواد معلق، کشند قرمز (Red tide)، و جلوگیری از ورود روغن و لکه های نفتی ناشی از حوادث دریایی نظیر لکه های نفتی (Oil Spill)

4- گنائی و زلال سازی آب آشامیدنی

5- به کارگیری به صورت مستغرق جهت تصفیه فاضلاب در روشهایی نظیر بیور آکتورغشایی (MBR)

6- حذف آنزیمها، هورمونها، آلبومین ها، انسولین و آمینواسیدها در فرایندهای صنایع دارویی و داروسازی

7- صنایع تولید نوشیدنی

8- صنایع نساجی

9- بازیافت آب تبرید

کربن فعال (کربن اکتیو) یا زغال فعال چیست؟

کربن فعال به گروهی از مواد کربنی متخلخل و سطح داخلی بالا گفته می‌شود که به دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار متخلخل و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال ‌سازی مجدد سطح و همچنین قیمت پایین در مقایسه با جاذب‌های غیر آلی مانند زئولیت یک ماده منحصربه ‌فرد می‌باشد. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیر دلخواه از آب در عملیات خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به ‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذایی و شیمیایی می‌باشد.

اصطلاح زغال فعال شده یا کربن اکتیو نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی, با جنسی زغالی و شکل کریستالی می‌باشد که در ساختار داخلی آن روزنه‌ های زیادی وجود دارد.

کربن اکتیو در تصفیه آب

در مصارف تصفیه آب و پساب، از دونوع پودری (به شکل سوسپانسیون) و گرانول (بستر ثابت، پرکولاسیون) با توجه به نوع کاربری آن استفاده می‌شود. در گذشته، از این ماده برای حذف کلر و مواد ایجاد کننده بو و رنگ در آب استفاده می‌شد. اخیراً استفاده از این ماده برای تصفیه آب آشامیدنی، آب‌های زیر زمینی و … استفاده می‌شود.

کربن اکتیو در تصفیه پساب بیولوژیکی برای حذف باکتری و مواد خطرناک نیز قابل استفاده است. هم چنین در واحدهای تصفیه پساب و در مرحله سوم از این ماده برای بهبود کیفیت تصفیه و حذف موادی که نسبت به مواد مورد استفاده در تصفیه و روش‌های آن مقاوم هستند استفاده می‌شود.

کاربردهای کربن اکتیو

کاربردهای کربن فعال شامل موارد زیر می شود:

- تصفیه گازها، تصفیه آب و تصفیه فاضلاب

- تصفیه آب های خانگی و صنعتی برای حذف آلاینده ها، رنگ، طعم و بوی نامطلوب، و حذف کدورت ها

- تصفیه هوا و گازهای مختلف برای حذف آلودگی ها و بخارات و بهبود بو و رنگ جریان های گازی

- تصفیه، خالص سازی و بهبود رنگ مایعات در صنایعی مانند صنایع دارویی، صنایع غذایی، صنایع تولید نوشیدنی، صنایع آرایشی و بهداشتی و .

- استفاده در دستگاه های تصفیه کننده هوا، خوش بو کننده هوا، تصفیه کننده های صنعتی

- فیلتر هوا در ماسک های گاز و تنفسی و فیلتر هوای فشرده

- صنایع غذایی، روغن های خوارکی، و بهبود رنگ و طعم نوشیدنی ها و آب میوه ها

- صنایع قند، و رنگزدایی از قند و شکر

- کافئین زدایی

- صنایع دارویی، خالص سازی داروها

- در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به عنوان جاذب و کاتالیست برای تصفیه جریان های گاز و مایع، و تصفیه فاضلاب این صنایع

- به عنوان پیش تصفیه سیستم های اسمز مع

- شیرین سازی گاز

- بازیافت حلال ها و مواد شیمیائی

- حذف ترکیبات کلردار

- خالص سازی و استخراج فلزات و بازیافت طلا

- استفاده از کربن اکتیو گرانولی در سیستم بوگیری از یخچالهای خانگی و یخچال های صنعتی

- استفاده از زغال فعال در حذف رنگ و کدورت از عرقیات گیاهی و سنتی و شفاف سازی آنها (عرق نعناع، عرق بهارنارنج و.)

- استفاده از پودر کربن اکتیو جهت تهیه ماسک زغال فعال جهت سفید سازی پوست صورت

- ماسک زغال جهت تنظیم PH، روشن سازی و شفاف کردن پوست صورت، جوش صورت و مو

- ساخت صفحه کربنی مخصوص تصفیه هوا در منازل، بیمارستانها و کارخانجات

- تهیه ماسکهای تنفسی فیلتردار N95 با کربن اکتیو FFP2 و کربن فعال FFP3 با لایه کربن با آیودین بالا

- دستگاههای تصفیه هوا با صفحات جاذب از جنس کربن اکتیو جهت حذف بو و سایر آلاینده های آلی