Hydrolab – Filtrering med aktivt kull

Hydrolab – Filtrering med aktivt kull

Funksjon

Hovedoppgaven til aktivt karbon i vannrensing er å fjerne klor, dets derivater, organiske forbindelser og stoffer som er ansvarlige for dårlig smak, farge og lukt av vann [1].

Utskifting

Den store overflaten og den høye porøsiteten til aktivt kull, samt materialet som holdes tilbake på det, skaper et gunstig sted for utvikling av mikroorganismer. Aktivt karbon må skiftes ut regelmessig for å minimere bakterieakkumulering.

Søknad

Type søknad	Introduksjonsår
Avklorering,	fra 1930
Fjerning av smak og lukt	fra 1955
Fjerning av organiske urenheter	fra 1970

adsorpsjon

På grunn av det høye forholdet mellom overflate og vekt er aktivt karbon et av de mest brukte adsorbentene i vannbehandlingsteknologien. Jo større overflate, desto større adsorpsjonskapasitet, dvs. at sorbenten (aktivt kull) kan adsorbere mer forurensende stoffer. Porøsiteten er også viktig, da den kjennetegnes av størrelsen på porene. Jo større overflaten er, desto mindre er porene. For små porestørrelser kan hindre adsorpsjon [1].

lett adsorberes	knapt adsorbert
Aromatiske løsemidler (benzen, toluen, nitrobenzener osv.)	Alkoholer
Fenol og klorfenol	Sukker og stivelse
Klorerte aromater	Ketoner, syrer og aldehyder med lav molekylvekt
Polysykliske aromatiske hydrokarboner	Forbindelser med høy molekylvekt eller kolloider
Plantevernmidler og ugressmidler	Alifatiske forbindelser med lav molekylvekt
Hydrokarboner med høy molekylvekt (fargestoffer, aminer, bensin)

Mottakeligheten for adsorpsjon avhenger først og fremst av: – adsorbatenes løselighet (jo lavere løselighet, desto bedre adsorpsjon) – adsorbatenes partikkelstørrelse (adsorberte partikler er de som er mindre enn adsorbentens porediameter) [2] Forurensende stoffer som forekommer i vann, kjennetegnes av adsorpsjonsenergi (E). Det er forskjellen mellom affinitetsenergien til adsorbatet med overflaten av adsorbenten (E1) og summen av affinitetsenergien til vann med overflaten av adsorbenten (E2) og affinitetsenergien til adsorbatet med vann (E3). [1]

E= E1-(E2+E3)

Aktivt karbon er ikke bare et godt adsorbent, det er også relativt billig. Det produseres blant annet av materialer som tre, torv, nøtteskall og fruktstein. Utgangsmaterialet karboniseres for å få koks, som i neste trinn behandles med damp for å øke porevolumet. Reaksjonene utføres ved en temperatur på 900-1100 °C, og porestrukturen avhenger av mengden damp som brukes og temperaturen. For å bestemme sorpsjonskapasiteten må vi ta hensyn til den spesifikke overflaten og strukturen i adsorbentporene.

Adsorbenter	Spesifikk overflate[m2/g]
Aktivt karbon	500-1500
MnO2	100-300
Aktivt silisiumdioksyd	250
Al2O3	200-300

Konsepter:

Adsorpsjon i forbindelse med vannbehandlingsprosesser er binding av oppløste stoffer på overflaten av et fast stoff.
En sorbent er en ting som absorberer stoffer.
Adsorbat er et stoff som adsorberes.