Η μοναδική, πορώδης δομή και η τεράστια επιφάνεια του ενεργού άνθρακα, σε συνδυασμό με τις δυνάμεις έλξης, επιτρέπουν στον ενεργό άνθρακα να συλλαμβάνει και να συγκρατεί διάφορους τύπους υλικών στην επιφάνειά του. Ο ενεργός άνθρακας διατίθεται σε πολλές μορφές και ποικιλίες. Παράγεται με την επεξεργασία ενός ανθρακούχου υλικού, συνήθως άνθρακα, ξύλου ή φλοιού καρύδας, σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας (όπως περιστροφικός κλίβανος[5]) προκειμένου να ενεργοποιηθεί ο άνθρακας και να δημιουργηθεί η εξαιρετικά πορώδης επιφανειακή δομή.
Ο ενεργός άνθρακας είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα προϊόντα στη βιομηχανία επεξεργασίας νερού. Είναι εξαιρετικά πορώδης με μεγάλη επιφάνεια, γεγονός που τον καθιστά ένα αποτελεσματικό προσροφητικό υλικό. Ο ενεργός άνθρακας ανήκει στην ομάδα πορωδών υλικών άνθρακα που έχουν υψηλή ικανότητα προσρόφησης και ικανότητα επανενεργοποίησης. Πολλές ουσίες χρησιμοποιούνται ως βασικό υλικό για την παραγωγή ενεργού άνθρακα. Οι πιο συνηθισμένες από αυτές που χρησιμοποιούνται στον καθαρισμό νερού είναι το κέλυφος καρύδας, το ξύλο, ο ανθρακίτης και η τύρφη.
Υπάρχουν διάφορες μορφές ενεργού άνθρακα, καθεμία από τις οποίες προσφέρει διαφορετικά χαρακτηριστικά υλικού που την καθιστούν ιδανική για συγκεκριμένες εφαρμογές. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές προσφέρουν μια ευρεία γκάμα προϊόντων ενεργού άνθρακα. Ανάλογα με την εφαρμογή, ο ενεργός άνθρακας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μορφή σκόνης, κοκκώδους, εξωθημένου ή ακόμα και υγρού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνος του ή σε συνδυασμό με διαφορετικές τεχνολογίες, όπως η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία. Τα συστήματα επεξεργασίας νερού συνήθως χρησιμοποιούν είτε κοκκώδη είτε κονιοποιημένο ενεργό άνθρακα, με τον κοκκώδη ενεργό άνθρακα (GAC) από ασφαλτούχο άνθρακα να είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μορφή. Ο κέλυφος καρύδας έχει αναδειχθεί ως μία από τις καλύτερες μορφές ενεργού άνθρακα για τις ανάγκες του συστήματος φιλτραρίσματος νερού. Οι ενεργοί άνθρακες με βάση το κέλυφος καρύδας έχουν μικροπόρους. Αυτοί οι μικροί πόροι ταιριάζουν με το μέγεθος των μορίων ρύπων στο πόσιμο νερό και επομένως είναι πολύ αποτελεσματικοί στην παγίδευσή τους. Οι καρύδες είναι ένας ανανεώσιμος πόρος και είναι άμεσα διαθέσιμοι όλο το χρόνο. Αναπτύσσονται σε μεγάλους αριθμούς και μπορούν να διατηρηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Το νερό μπορεί να περιέχει ρύπους που μπορούν να επηρεάσουν την υγεία και την ποιότητα ζωής. Το νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση πρέπει να είναι απαλλαγμένο από οργανισμούς και από συγκεντρώσεις χημικών ουσιών που μπορεί να είναι επικίνδυνες για την υγεία. Το νερό που πίνουμε καθημερινά πρέπει να είναι απαλλαγμένο από οποιαδήποτε ρύπανση. Υπάρχουν δύο τύποι πόσιμου νερού: καθαρό νερό και ασφαλές νερό. Είναι σημαντικό να γίνεται διάκριση μεταξύ αυτών των δύο τύπων πόσιμου νερού.
Το καθαρό νερό μπορεί να οριστεί ως το νερό που είναι απαλλαγμένο από ξένες ουσίες, είτε αβλαβές είτε όχι. Από πρακτικής άποψης, ωστόσο, το καθαρό νερό είναι δύσκολο να παραχθεί, ακόμη και με τον τρέχοντα εξελιγμένο εξοπλισμό. Από την άλλη πλευρά, το ασφαλές νερό είναι το νερό που δεν είναι πιθανό να προκαλέσει ανεπιθύμητες ή δυσμενείς επιπτώσεις. Το ασφαλές νερό μπορεί να περιέχει ορισμένους ρύπους, αλλά αυτοί οι ρύποι δεν θα προκαλέσουν κινδύνους ή δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία των ανθρώπων. Οι ρύποι πρέπει να βρίσκονται σε αποδεκτό εύρος.
Για παράδειγμα, η χλωρίωση χρησιμοποιείται για την απολύμανση του νερού. Αυτή η διαδικασία, ωστόσο, εισάγει τριαλογονομεθάνια (THM) στο τελικό προϊόν. Τα THM ενέχουν πιθανούς κινδύνους για την υγεία. Η μακροχρόνια κατανάλωση χλωριωμένου νερού φαίνεται να αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου της ουροδόχου κύστης έως και 80%, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό του Εθνικού Ινστιτούτου Καρκίνου (St. Paul Dispatch & Pioneer Press, 1987).
Καθώς ο πληθυσμός του κόσμου αυξάνεται και οι απαιτήσεις για χρήση ασφαλούς νερού αυξάνονται περισσότερο από ποτέ, θα αποτελέσει μεγάλη ανησυχία στο εγγύς μέλλον η βελτίωση της αποτελεσματικότητας των εγκαταστάσεων επεξεργασίας νερού. Από την άλλη πλευρά, η παροχή νερού στα νοικοκυριά εξακολουθεί να απειλείται από ρύπους όπως χημικές ουσίες και μικροοργανισμούς.
Ο ενεργός άνθρακας χρησιμοποιείται ως μέσο φιλτραρίσματος νερού για τον καθαρισμό του πόσιμου νερού εδώ και πολλά χρόνια. Χρησιμοποιείται ευρέως για την απομάκρυνση ρύπων στο νερό λόγω της υψηλής ικανότητάς του να προσροφά τέτοιες ενώσεις, που προκύπτει από τη μεγάλη επιφάνεια και το πορώδες τους. Οι ενεργοί άνθρακες έχουν ποικίλα επιφανειακά χαρακτηριστικά και κατανομή μεγέθους πόρων, χαρακτηριστικά που παίζουν σημαντικό ρόλο στην προσρόφηση ρύπων στο νερό.
Ώρα δημοσίευσης: 26 Μαρτίου 2022