Jakie są kluczowe elementy filtracji węgla aktywnego?

Skuteczność filtracji węgla aktywnego zależy przede wszystkim od adsorpcji. Gdy woda przepływa przez porowaty blok węglowy, zanieczyszczenia rozpuszczone w wodzie są przyciągane i uwięzione w rozległej powierzchni węgla, podczas gdy woda oczyszczona przechodzi.

Kolejnym kluczowym czynnikiem jest struktura porów. „Całkowita objętość porów” mierzy wewnętrzną powierzchnię na gram węgla aktywnego - ogólnie, im większa ta objętość (z odpowiednimi porów), tym lepsza wydajność filtracji.

Aktywacja węgla obejmuje starannie zarządzany proces utleniania. Wystawiając węgiel na parę temperaturową wysoką -, jej wewnętrzna porowatość jest znacznie zwiększona. Podczas gdy materiały oparte na Carbon - naturalnie zawierają pory, to obróbka pary wzmacnia ich porowatość wykładniczo. Na przykład zwykłe materiały węglowe zwykle mają powierzchnię 10-15 metrów kwadratowych na gram, ale po aktywacji może to rozszerzyć się do 1000-1200 metrów kwadratowych na gram.

Węgiel aktywowany zawiera pory o różnych wymiarach, każda rozmiar odgrywa kluczową rolę w pułapkowaniu różnych zanieczyszczeń w miarę przepływania wody. Zróżnicowana struktura porów tworzy ekspansywną wewnętrzną powierzchnię, która prowadzi wodę przez skomplikowaną sieć wnęk, od mikroskopijnych po stosunkowo duże otwory. Najmniejsze pory mierzą poniżej 2 nanometrów (nanometr to jeden - miliardów metra), podczas gdy porów rozmiaru w środku - obejmuje od 2 do 50 nanometrów. Największe pory rozciągają się od 50 do 2000 nanometrów, z 1000 nanometrów równych jednego mikrometru.

Adsorpcja rozpuszczonych zanieczyszczeń przez węgiel aktywny odbywa się poprzez różne mechanizmy. Niektóre zanieczyszczenia są z natury hydrofobowe, co oznacza, że ​​naturalnie odpychają wodę, a zatem są łatwiej przyciągane do powierzchni węgla. W innych przypadkach niektóre cząsteczki mogą mieć naturalne powinowactwo do materiałów węglowych. Często obie te atrakcyjne siły działają jednocześnie w celu zwiększenia procesu filtracji.

Hydrofobowy charakter zanieczyszczeń organicznych odgrywa kluczową rolę w filtracji węgla aktywnego. Ponieważ większość przenoszonych przez wodociągowych zanieczyszczeń organicznych odpycha wysoce polarne cząsteczki wody, ale łatwo przestrzega powierzchni węgla polarnego nie -, węgiel aktywowany okazuje się wyjątkowo skutecznym w chwytaniu lotnych związków organicznych, produkty uboczne dezynfekcji oraz chemikalia rolnicze, takie jak herbicydydy i pestycydy, które inaczej byłyby utrzymywane w wodzie.