Die Wasseraufbereitung mit Aktivkohle ist ein Adsorptionsprozess, bei dem Verunreinigungen durch Adsorption auf der Oberfläche von Kohlenstoffpartikeln eingefangen werden.
Aktivkohlepartikel haben eine poröse Mikrostruktur mit einer sehr großen Oberfläche.
Die Adsorptionseffizienz hängt von Parametern wie Molekülgröße, Porengröße, Oberfläche, Partikelkonzentration, Temperatur und Kontaktzeit ab.
Adsorptionsprozess
Unter Adsorption versteht man das Phänomen, dass sich Moleküle oder Partikel auf einer festen Oberfläche ansammeln. Ein „Adsorbens“ kann jedes feste Material mit Bindungsstellen sein, an die sich das Adsorbat binden kann.
Das am häufigsten verwendete kommerzielle Adsorptionsmittel bei der Wasseraufbereitung ist Aktivkohle.
Anwendungen von Aktivkohle in der Wasseraufbereitung
Aktivkohlefiltration wird eingesetzt für:
Geschmack und Geruch aus Wasser entfernen.
Gesundheitsrisiken reduzieren.
Verhindert Schäden an Umkehrosmosemembranen und Ionenaustauscherharzen.
Tertiäre Abwasserbehandlung.
Vorbehandlung von Industriewasser und mehr.
Verschiedene Arten von Aktivkohle können unterschiedliche Arten von Verunreinigungen entfernen:
Chlorrückstände aus Desinfektionsprozessen-Chlor oder Chloramine und einige Desinfektionsnebenprodukte (DBPs), wie z. B. Trihalomethane (THMs). Organische Verbindungen, einschließlich Lösungsmittel, Pestizide und Industrieabfälle.
Einige Schwermetalle wie Blei und...
Allerdings können Aktivkohlefilter Bakterien, Viren und Mineralsalze nicht beseitigen.
Was ist das Besondere an Aktivkohle?
Aktivkohle ist Kohlenstoff, der so verarbeitet wurde, dass seine Oberfläche auf etwa 1000 m²/g vergrößert wird.
Seine Struktur führt zu einer sehr großen Anzahl winziger Poren zwischen Kohlenstoffatomen, was zu einer sehr großen Oberfläche führt.
Wenige Gramm (ca. 5 Gramm) Aktivkohle haben eine Oberfläche, die der eines Fußballfeldes entspricht!
Aktivkohle ist hydrophob und hat eine starke Affinität zu organischen Verbindungen und unpolaren Schadstoffen. Die Adsorption wird hauptsächlich durch Van-der-Waals-Kräfte angetrieben.
Aktivkohle-Rohstoffe
Aktivkohle gibt es in vielen Arten, jede mit ihren eigenen spezifischen Eigenschaften. Es wird aus einer Vielzahl von Rohstoffen mit hohem-Kohlenstoffgehalt-hergestellt, wie zum Beispiel:
Mineralischer Kohlenstoff
Holz
Kokosnussschalen
Bambus
Aktivkohle muss über eine große Anzahl von Mikroporen verfügen, die entsprechend verteilt sind, um Moleküle unterschiedlicher Größe zu adsorbieren.
Darüber hinaus muss es größere Poren enthalten, um den Eintritt von Molekülen in die kleinsten Poren zu erleichtern.
Daher muss der Produktionsprozess kontrolliert werden, um spezifische Anforderungen an die Porengrößenverteilung zu erfüllen.
Aktivkohleformen
Zur Wasseraufbereitung,Aktivkohlekommt in zwei Hauptformen vor:
Pulverisierte Aktivkohle (PAC) – ein zerkleinertes, gemahlenes Material, wobei die meisten Partikel einen Durchmesser von weniger als 0,18 mm (80 Mesh) haben.
Aktivkohlegranulat (GAC) – unregelmäßig geformt, typischerweise mit Durchmessern zwischen 0,2 und 1,5 mm.
Bei der Wasseraufbereitung wird dem Wasser PAC zugesetzt oder Wasser durch ein GAC-Bett geleitet.
PAC wird in Wasseraufbereitungsanlagen verwendet, um Geschmack und Geruch zu kontrollieren und/oder organische Stoffe zu entfernen.
Es wird in Form eines trockenen Pulvers oder einer Aufschlämmung verwendet.
Trockenpulver – dosiert mit Trockenpulverzuführgeräten zur Dosierung trockener Materialien. Es eignet sich für niedrige und seltene Dosierungen.
Gülle – dosiert mit einer Dosierpumpe. Diese Methode wird verwendet, wenn PAC-Zugaben häufig erfolgen und hohe Dosierungen erforderlich sind.
GAC wird hauptsächlich als Nachfilter nach herkömmlichen Filtrationsprozessen oder in Granulatfiltern verwendet, bei denen ein Teil des Filterbetts durch GAC ersetzt wird.
In einer Post-{0}}Konfiguration erhält der GAC-Filter Wasser von hoher-Qualität, da es bereits den gesamten Aufbereitungsprozess durchlaufen hat.