فیلتر کربنی

جهت حذف مواد آلی در آب و یا پساب تصفیه شده روش‌های شیمیایی و فیزیکی مختلفی وجود دارد که هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند که با توجه به نیاز سیستم انتخاب می‌گردند. یکی از این روشها استفاده از بسترهای کربن فعال در فیلتر کربنی می باشد. از آنجایی که تمامی مواد آلی در آب یا پساب تصفیه شده دارای ساختار کربنی هستند، کربن فعال بر اساس اصول شیمیایی بهترین ماده جاذب برای این قبیل مواد است.

فیلتر کربنی چیست؟

فیلتر کربن تصفیه آب یک روش پرکاربرد برای حذف ناخالصی ها و آلاینده ها از آب است . کربن فعال شکلی از کربن است که با اکسیژن تصفیه شده است تا میلیون ها منفذ ریز بین اتم های کربن باز شود. این کار یک سطح بسیار بزرگ برای کربن ایجاد می کند تا ناخالصی هایی مانند کلر، رسوبات، ترکیبات آلی فرار و سایر آلاینده ها را جذب کند.

فیلترهای آب کربن فعال معمولاً در سیستم های تصفیه آب خانگی و همچنین در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. آنها در از بین بردن طیف گسترده ای از آلاینده ها، از جمله مواردی که می توانند بر طعم، بو و ظاهر آب تأثیر بگذارند، مؤثر هستند.

برای استفاده از فیلتر کربن اکتیو ، آب از محیط فیلتر عبور می کند، جایی که ذرات کربن ناخالصی ها را جذب می کنند. با گذشت زمان، کربن از ناخالصی ها اشباع می شود و برای حفظ اثربخشی خود نیاز به جایگزینی دارد.

فیلترهای کربن فعال در اشکال مختلفی از جمله فیلترهای کربن فعال دانه ای (GAC) و فیلترهای کربن بلوک وجود دارند. فیلترهای کربن بلوک با فشرده سازی ذرات کربن فعال در یک بلوک جامد ساخته می شوند که امکان فیلتراسیون کارآمدتر در فضای کوچکتر را فراهم می کند.

جدول مشخصات فیلتر کربنی تولید فراب زیست فراز

نکته: سایز شیر آلات و سایز مخزن و مقدار سیلیس ممکن است با توجه به اطلاعات خریدار تغییر کند.

اجزای تشکیل دهنده فیلتر کربن تصفیه آب

به طور کلی، قطعات یک سیستم تصفیه آب با کربن فعال به طراحی و کاربرد خاص سیستم بستگی دارد. با این حال، اینها برخی از اجزای مشترکی هستند که سیستم را تشکیل می دهند.. بخش های اصلی یک سیستم تصفیه آب با کربن فعال معمولاً عبارتند از:

1. محفظه فیلتر: این ظرفی است که محیط فیلتر کربن اکتیو را در خود جای می دهد. بسته به کاربرد، می توان آن را از مواد مختلفی مانند پلاستیک، فولاد ضد زنگ و یا مواد دیگر ساخت.
2. فیلتر کربن فعال: این ماده ای است که ناخالصی ها را از آب جذب میکند و از بین می برد. کربن فعال معمولاً به صورت دانه ای یا بلوکی است و در داخل محفظه فیلتر قرار می گیرد.
3. شیرهای ورودی و خروجی: دریچه هایی هستند که به آب اجازه ورود و خروج از محفظه فیلتر را می دهند. این شیرها بسته به طراحی سیستم تصفیه آب می توانند دستی یا اتوماتیک باشند.
4. گیج فشار: دستگاهی است که فشار داخل محفظه فیلتر را اندازه گیری می کند. این می تواند به شما کمک کند زمانی که فیلتر نیاز به تعویض دارد بتوانید فشار را کنترل کنید.
5. دریچه شستشوی معکوس: در برخی از سیستم ها از شیر شستشوی معکوس برای تمیز کردن محیط فیلتر کربنی با معکوس کردن جریان آب از فیلتر استفاده می شود. این کار به حذف هرگونه زباله انباشته شده و افزایش طول عمر فیلتر کمک می کند.
6. شیر تخلیه: این دریچه ای است که به شما امکان می دهد در صورت نیاز به تعمیر و نگهداری یا تعویض، آب را از محفظه فیلتر خارج کنید.

فیلتر کربنی تصفیه آب چگونه کار میکند؟

مواد آلی غالباً دارای دانسیته کمتری از آب هستند. در طی این فرآیند سیال از بالای مخزن وارد می شود. فیلترهای تصفیه آب کربن فعال از طریق فرآیندی به نام جذب عمل می کنند. جذب فرآیندی است که طی آن ناخالصی های موجود در آب به سطح محیط فیلتر کربن فعال می چسبند.

کربن فعال یک ماده بسیار متخلخل است که سطح تماس بالایی دارد که سطح ایده آلی برای چسبیدن ناخالصی ها فراهم می کند. هنگامی که آب از فیلتر کربن فعال عبور می کند، ناخالصی ها روی سطح کربن جذب می شوند و باعث می شوند آب تمیز از آن عبور کند.

فیلتر کربنی با استفاده از فرآیندهای جذب شیمیایی و فیزیکی کار می کند. در جذب شیمیایی، ناخالصی ها به دلیل نیروهای پیوند شیمیایی به سطح کربن جذب می شوند. در جذب فیزیکی، ناخالصی‌ها در منافذ کربن به دلیل نیروهای فیزیکی مانند نیروهای واندروالس به دام می‌افتند.

کارایی فیلتر کربن فعال به عوامل مختلفی از جمله کیفیت کربن، میزان کربن مصرفی در فیلتر و میزان جریان آب از فیلتر بستگی دارد. با گذشت زمان، فیلتر کربنی از ناخالصی ها اشباع می شود و کارایی خود را از دست می دهد. در این هنگام نیاز است مخزن شستشوی معکوس (Back wash) شود.

در این مرحله آب با سرعت زیاد از پایین مخزن وارد می شود و با ایجاد انبساط حجمی، گرانول ها را از یکدیگر جدا می کند. در نتیجه لایه های اشباع شده را به همراه خود از درون فیلتر خارج می نماید. گرانول های کربن فعال پس از مدتی استفاده و بسته به میزان استفاده و بار آلی ورودی اشباع شده و نیاز به تعویض دارند.

به عنوان یکی دیگر از محصولات پرکاربرد دیگر در زمینه تصفیه آب با کارکردی مشابه میتوان به سختی گیر آب اشاره کرد.

طراحی دستگاه فیلتر کربنی

در فرآیند طراحی فیلترهای کربنی دو مساله مهم وجود دارد که باید به صورت توامان مد نظر قرار بگیرد. نخست سرعت جذب سطحی ذرات به فیلتر و دیگری سرعت لازم به منظور شستشوی معکوس.
در فرآیند طراحی با انتخاب قطر مخزن و با توجه به دبی سیال ورودی سرعت جذب سطحی باید در بهترین حالت انتخاب شود. انتخاب بهترین سرعت و ارتفاع مخازن میسر نمی باشد، مگر با مدل سازی آزمایشگاهی بستر ساخته شده و به دست آوردن ایزوترم جذب سطحی مواد جاذب.

با کمک این ایزوترم می توان تخمین زد که در صورت انتخاب سرعت جذب سطحی چه طولی از بستر (شنی یا کربنی) مورد نیاز می باشد. در مورد انتخاب سرعت شستشوی معکوس نیز پارامترهای متعددی نقش دارند، دمای سیال، ویسکوزیته، ضریب تخلخل ذرات و سایر اطلاعات در مجموع می توانند سرعت شستشوی معکوس مناسب یک بستر را معین نمایند. باید توجه نمود در صورت عدم طراحی مناسب شستشوی معکوس عملاً کربنی کارایی خود را از دست خواهد داد.

موارد استفاده از فیلتر کربن فعال

• حذف طعم و بو از آب.
• حذف کلر از آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس
• افزایش راندمان پساب تصفیه شده و …

قیمت فیلتر کربن

شرکت مهندسی فراب زیست فراز ، مجری و تامین کننده انواع سیستمها و تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب صنعتی میباشد. برای خرید فیلتر کربن برای تصفیه آب حتما نیاز به مشورت با کارشناسان این امر خواهید داشت. بدیهی است که قیمت فیلتر کربنی براساس حجم و برخی فاکتورهای مورد نیاز در تصفیه آب متغیر خواهد بود. برای اطلاع از جزئیات بیشتر و قیمت این سیستمها لطفا با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

قیمت سیستم تصفیه آب با کربن فعال می تواند بسته به عوامل مختلفی از جمله موارد زیر متفاوت باشد:

1. نوع سیستم: قیمت دستگاه کربن اکتیو تصفیه آب به نوع سیستم مورد استفاده بستگی دارد. به عنوان مثال، یک دستگاه ساده برای یک شیر آب معمولاً ارزانتر از یک سیستم برای کل خانه است.
2. اندازه و ظرفیت: اندازه و ظرفیت سیستم نیز بر روی قیمت تاثیرگذار خواهد بود. سیستم های بزرگتر که می توانند آب بیشتری را تصفیه کنند معمولاً هزینه بیشتری نسبت به سیستم های کوچکتر دارند.
3. کیفیت فیلتر: کیفیت فیلتر کربن فعال نیز می تواند بر قیمت تاثیر بگذارد. فیلترهای با کیفیت بالاتر ممکن است هزینه بیشتری داشته باشند اما عملکرد بهتر و طول عمر بیشتری را ارائه می دهند.
4. نام تجاری و سازنده: قیمت فیتر کربنی نیز می تواند تحت تأثیر برند و سازنده باشد. برندهای معتبر با شهرت خوب از نظر کیفیت ممکن است گران تر از مارک های کمتر شناخته شده باشند.
5. نصب و نگهداری: هزینه نصب و نگهداری مداوم سیستم نیز باید در محاسبه هزینه کل در نظر گرفته شود.

مزایای فیلتر کربنی تصفیه آب

استفاده از فیلتر تصفیه آب با کربن فعال مزایای متعددی دارد، از جمله:

• بهبود طعم و بو: فیلترهای کربن فعال می توانند کلر و سایر مواد شیمیایی را که می توانند بر طعم و بوی آب تأثیر بگذارند حذف کنند و نوشیدن آن را دلپذیرتر کنند.
• کاهش آلاینده ها: فیلترهای کربنی می توانند طیف وسیعی از آلاینده ها مانند رسوبات، ترکیبات آلی فرار (VOCs)، آفت کش ها و سایر ناخالصی هایی را که ممکن است در آب وجود داشته باشند، حذف کنند.
• مقرون به صرفه: فیلتر کربن اکتیو نسبتاً ارزان است و به راحتی می توان آنها را در انواع مختلف سیستم های تصفیه آب نصب کرد.
• نگهداری آسان: این فیلترها نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری دارند، معمولاً فقط نیاز به تعویض دوره ای برای اطمینان از کارایی مداوم دارند.
• سازگار با محیط زیست: این فیلترها نسبت به سایر انواع سیستم های تصفیه آب گزینه سازگارتری با محیط زیست هستند، زیرا از مواد شیمیایی استفاده نمی کنند و زباله تولید نمی کنند.
• همه کاره: فیلترهای کربن فعال را می توان در کاربردهای مختلفی از جمله تصفیه آب خانگی و صنعتی، آکواریوم و حتی فیلتر هوا استفاده کرد.

نکاتی درباره کارکرد فیلتر کربنی

نکته قابل ذکر این است که فیلتر کربنی برای از بین بردن طعم، بو، رنگ ، BOD، COD ،مواد آلی و کلر آزاد استفاده میگردد. همچنین مواد آلی که در آب وجود دارد ابتدا توسط کربن فعال جذب شده و سپس جداسازی میشود. پدیده جذب در سطوح داخلی سوراخ های کربن فعال به دلیل حضور انرژی موازنه نشده ای است که در بین اتمهای سطحی و اتمهای درونی سطوح سوراخ ها وجود دارد. این انرژی با کمک جاذبه مولکولی واندروالس به دلیل شکسته شدن پیوند C-C به وجود می آید. سطوح درونی سوراخ ها ، برای موازنه انرژی ، مولکولهای ناخالصی را به سوی خود می کشند.

با استفاده از فیلتر کربن ، آب از بستر ذغال كربن اكتيو گرانولی عبور کرده و رنگ و بوی آن به وسیله ذغال كربن جذب میشود. در نتیجه آب حاصله هیچ گونه طعم، بو و رنگی نخواهد داشت. از آنجایی که با استفاده از این فیلترها آب ورودی باید به صورت کامل شفاف سازی شود مکان قرار گیری آنها مهم است. یعنی در پروسه تصفیه آب اغلب آنها را بعد از فیلتر شنی قرار میدهند. باید در نظر داشت که PH آب مورد استفاده در صافی کربنی نباید اسیدی یا قلیایی باشد و باید خنثی شده باشد.

جنس ساخت بدنه فیلترهای كربنی باید از استیل، FRP و یا کربن استیل با پوشش رنگ اپوكسی باشد. این فیلترها در بازه های زمانی مشخص نیاز به شستشوی معکوس دارند. پروسه شست و شوی معكوس ( Back Wash) می تواند به صورت دستی ، نيمه اتوماتيك و يا اتوماتيك انجام شود.

استفاده از کربن فعال در تصفیه آب

کربن فعال گرانول (GAC) معمولا برای از بین بردن مواد تشکیل دهنده آلی و باقی مانده مواد ضدعفونی کننده در منابع آب استفاده می شود. این امر در عین اینکه طعم را بهبود می بخشد و خطرات سلامتی را به حداقل می رساند؛ بلکه از آسیب رسیدن احتمالی به دیگر واحدهای تصفیه آب مانند غشاهای اسمز معکوس و رزین های مبادله یونی که ناشی از اکسیداسیون یا آلودگی مواد آلی میباشد، محافظت می کند.

کربن فعال به دلیل ماهیت چند منظوره و این واقعیت که هیچ چیز مضری برای آب تصفیه شده ندارد بسیار محبوب است. به همین دلیل استفاده از فیلتر کربن فعال در صنعت تصفیه آب بسیار رایج است. اغلب کربن فعال شده از مواد خام مانند چوب، ذغال سنگ و نفت خام ساخته شده است. به طور معمول اندازه سطح بیرونی کربن فعال تقریبا 1000 متر مربع بر گرم m2/gm)) است.

با این حال، با توجه به مواد خام متفاوت انواع مختلفی از کربن فعال با توجه به سختی، تراکم، اندازه ذرات و منافذ، سطح بیرونی، قابلیت استخراج، و pH تولید میشود. این تفاوت ها در خواص، برخی از کربن ها را نسبت به بقیه در کاربردهای مختلف ارجح تر میکند.

دو مکانیسم اصلی که از طریق آن کربن فعال حذف آلودگی از آب را انجام میدهد، جذب و کاهش کاتالیزوری است. مواد آلی توسط جذب حذف می شوند و ضدعفونی کننده های باقی مانده با کاهش کاتالیزوری حذف می شوند.