فیلتر کربن آب یا زغال اکتیو یکی از راه های تصفیه آب و فاضلاب می باشد که بسیار شبیه فیلتر شنی است. با این تفاوت که داخل فیلتر شنی، سیلیس ریخته شده و داخل فیلتر کربنی از زغال اکتیو پر می شود. ظاهر فیلتر شنی و کربنی، منابع بکار رفته و شیرآلات آنها غالبا یکسان بوده و تنها تفاوت این دو فیلتر در مواد داخلی آنها است. البته کاربرد فیلتر شنی و کربنی نیز متفاوت می باشد. فیلتر شنی به منظور کاهش کدورت آب و حذف ذرات معلق بکار می رود در حالیکه فیلتر کربن آب برای کاهش مواد آلی، رنگ، بو، طعم، کدورت و کلر آزاد باقی مانده در آب مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
کربن فعال در صنعت تصفیه آب نقش بسیار زیادی دارد و از این روش برای تصفیه آب خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی استفاده می شود. همچنین در صنایع مختلفی نیز از کربن فعال به منظور بهبود کیفیت آب مصرفی استفاده می شود. در ادامه مطلب به چگونگی تصفیه آب توسط فیلتر کربنی می پردازیم و کاربردهای فیلتر کربنی در صنایع را بررسی میکنیم. همچنین اشاره ای به دلایل موثر بر قیمت فیلتر کربن تصفیه آب و انواع آن نیز می کنیم.
فیلتر کربن آب بطور کلی شامل یک مخزن و شیر می باشد که داخل مخزن با زغال اکتیو پر می شود. این فیلتر انواع مختلف دارد که بسته به جنس بدنه (فایبرگلاس یا فلزی) و شیر بکار رفته در آن (اتومات یا دستی) مشخص می شود. در بسیاری از موارد فیلتر کربنی بعد از فیلتر شنی بکار می رود، بعنوان مثال در پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی (RO) آب ابتدا از فیلتر شنی عبور کرده، مواد معلق را از دست می دهد و سپس از فیلتر کربنی عبور می کند تا رنگ، بو، طعم را از دست دهد و برای ورود به ممبران های اسمز معکوس آماده گردد.
در برخی موارد هم در فیلتر کربنی ابتدا سیلیس ریخته می شود تا هم روی نازل ها را بگیرد و هم از فرار کربن که ذراتش ریز است، جلوگیری کند و هم در صورت وجود مواد معلق، آنها را حذف کند.
هرگاه افت فشار در طرفین فیلتر کربن صنعتی بیش از حد معینی شد، این فیلترها نیاز به شستشوی معکوس دارند، در نتیجه فیلتر از مسیر تصفیه خارج و شستشو میشود. برای بکواش فیلتر، جریان آب معکوس می‌گردد تا ضمن منبسط شدن بستر، آلودگی‌ها زدوده شوند. زمان استفاده هم دیگر عامل تعیین کننده بکواش می باشد که بین زمان و افت فشار هر کدام زودتر محقق شوند باید بکواش صورت بگیرد.
فرایند شستشوی معکوس می‌تواند بصورت دستی، نیمه اتوماتیک و یا اتوماتیک باشد که بسته به شیر انتخابی کارفرما دارد. همچنین در صورت عدم کارکرد صحیح ممکن است نیاز باشد تا کربن فعال تعویض گردد.
مکانیزم اثر فیلتر کربن آب
کیفیت آب تحت تاثیر وجود مواد آلی که همگی ساختار کربنی دارند، قرار می گیرد. این مواد آلی باعث ایجاد کدورت، بو، طعم و رنگ در آب می شوند. در فیلتر کربنی، آب با عبور از بستر کربن فعال، مواد آلی خود را از دست داده و برخی از آلاینده ها از آب حذف می شوند. کربن فعال دارای سطح جذب بسیار بالا بوده و به همین دلیل مواد جامد آب با سطح کربن فعال پیوند دو قطبی لحظه ای ایجاد می کنند و مواد آلی توسط زغال اکتیو جذب می شوند. فیلتر کربن تصفیه آب برای حذف یا تعدیل موارد زیر بکار می رود.
حذف بو و طعم
بو و طعم از اولین مواردیست که به نظر مصرف کننده آب می رسد و لذا در مراحل تصفیه باید برای آنها اهمیت ویژه ای قائل شد. عوامل مختلفی باعث ایجاد طعم و بو در آب می شوند از جمله:
جلبک ها
تجزیه گیاهان آبزی
محصولات حاصل از كلرينه نمودن آب نظيركلروفنل ها
راکد بودن آب
کاهش کدورت
کدورت آب پديده اي است كه ميزان زلال بودن يا شفافيت آن را مشخص مي كند و يكي از معيارهاي تعيين كيفيت ظاهري آب است. کدورت آب بوسیله فیلتر شنی و کربنی حذف می گردد.
كدورت معمولا به علت وجود مواد معلق در آب ايجاد مي شود.
در برنامه هاي تهيه، تامين و توزيع آب بهداشتي معيار كدورت نيز مورد توجه است، و معمولا براي سنجش كدورت هاي قابل توجه از واحدT.U استفاده مي شود و براي كدورت هاي پايين از واحد N.T.U استفاده مي گردد.
تعدیل رنگ آب
آب خالص معمولا بي رنگ است. رنگ آب معمولا با واحد هيزن كه معروف به مقياس پلاتين ـ كبالت است، بيان مي شود.
رنگی شدن آب معمولا به دلیل ترکیب شدن مواد زیر با آب رخ می دهد:
مواد درحال گنديدگي زمين
نمك هاي فلزي موجود در طبيعت (آهن و منگنز)
آلاينده هاي صنعتي
کربن فعال چیست و چگونه تولید می شود؟
کربن فعال با استفاده از چوب، زغال سنگ، پوست نارگیل، بادام، گردو و … ساخته می شود. بعنوان مثال پوست نارگیل ابتدا خرد شده و درون کوره ها با دمای 800 درجه سانتی گراد ریخته می شوند. در این کوره، مواد اولیه تبدیل به زغال شده و حفره هایی روی آن پدیدار می شود. کربن موجود در این مواد باید فعال سازی گردد که این فعالسازی بصورت حرارتی یا شیمیایی صورت می گیرد. مرغوب ترین کربن فعال که بالاترین سطح جذب را دارد، با استفاده از پوست نارگیل تولید می شود که قیمت بالاتری هم دارد.
در حالت فعالسازی حرارتی، ابتدا ماده اولیه بدون حضور اکسیژن گرم می شود و سپس در معرض گازهایی مانند آرگون و نیتروژن قرار می گیرد و مجددا در حضور اکسیژن گرم می شود. در طی این فرایند، سطح کربن افزایش یافته و اصطلاحا فعال میشود. در این حالت سطح کربن تخلخل بیشتری پیدا می کند و این بافت متخلخل دارای بار الکتریکی منفی است که مولکول هایی با بار مثبت مانند گازها و یا سموم را جذب می کند.
بطور کلی جذب به دو روش نفوذ در ماده جاذب و یا جذب روی سطح جاذب صورت می گیرد. کربن فعال عملیات جذب را از طریق جذب سطحی انجام می دهد.
کربن فعال دارای قابلیت فعال سازی مجدد است که از مزایای محیط زیستی آن می باشد. این فعال سازی مجدد نیز توسط حرارت دهی و بازیافت مواد جذب شده، رخ می دهد.
کربن فعال از لحاظ اندازه در سه نوع مختلف تولید می شود:
کربن فعال پودری
کربن فعال گرانول
کربن فعال میله ای
در منابع فایبرگلاس و فلزی معمولا از کربن اکتیو گرانول به منظور تصفیه آب استفاده می شود. از کربن فعال پودری به منظور تهیه فیلتر کربن بلاک در تصفیه آب خانگی و نیمه صنعتی استفاده می شود.
زغال اکتیو به دلیل خاصیت جذب بالا در صنایع مختلف استفاده می شود از جمله: صنایع شیمیایی، دارویی، تصفیه هوا و …
از معروف ترین تولیدکنندگان کربن فعال کمپانی جاکوبی سوئد می باشد که بزرگترین تولید کننده کربن فعال مبتنی بر پوسته نارگیل در جهان است. فیلتر کربن آب با زغال جاکوبی از فیلترهای کیفیت بالا می باشد. هزینه فیلتر کربن آب با کیفیت زغال متغیر می باشد.
کاربرد فیلتر کربن تصفیه آب
فیلتر کربن صنعتی به دلیل قابلیت تصفیه و جذب بالا و حذف نمودن رنگ، بو و طعم از آب، دارای کاربرد بسیاری بوده و در سیستم ها و صنایع مختلف از آن استفاده می شود. بطور کلی در هر شرایطی که کیفیت و ظاهر آب حائز اهمیت است، توصیه می شود از فیلتر کربنی استفاده نمایید. از جمله کاربردهای مهم فیلتر کربنی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
فیلتر کربنی پیش تصفیه اسمز معکوس
در دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس از ممبران های مخصوص RO استفاده می شود که این ممبران ها دارای حساسیت بالا بوده و آب ورودی به آنها باید عاری از کلر، رنگ، بو و … باشد. لذا در مراحل پیش تصفیه سیستم RO باید از فیلتر شنی، فیلتر کربن آب و فیلتر کارتریج استفاده نمود. با نصب فیلتر کربن، مواد آلی و کلر از آب ورودی به ممبران حذف شده و بر طول عمر ممبران ها افزوده می شود. لذا استفاده از فیلتر زغال اکتیو باعث بهبود عملکرد و افزایش راندمان سیستم های تصفیه آب می گردد.
فیلتر کربن تصفیه آب آشامیدنی
تصفیه آب آشامیدنی بصورت خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی انجام می شود که معمولا اصول تصفیه در آنها یکسان بوده و فقط ابعاد دستگاه و فیلترهای بکار رفته تفاوت دارد. تمامی آب های آشامیدنی باید عاری از رنگ، بو و طعم باشند. همچنین وجود مواد آلی در آب ممکن است بستری برای رشد و تکثیر میکروب ها و میکروارگانیسم ها فراهم کند، به همین دلیل استفاده از فیلتر کربن در تصفیه آب از مراحل اساسی می باشد. همچنین با استفاده از فیلتر کربن می توان کلر باقی مانده در آب را حذف نمود و از بروز بیماری های گوارشی در مصرف کننده های آب جلوگیری کرد.
در تصفیه آب خانگی شش مرحله اسمز معکوس، سه مرحله پیش تصفیه برای آب در نظر گرفته می شود که دو مرحله آن کربن فعال می باشد. فیلتر مرحله دوم یا فیلتر کربن فعال پودری(UDF) جهت حذف رنگ، بو و طعم نامطبوع آب و همچنین حذف فلزات سنگین مانند آهن، سرب، جیوه و آرسنیک و کلر بکار می رود.
فیلتر مرحله سوم یا فیلتر کربن فعال بلاک (CTO) که به دلیل فشرده بودن، علاوه بر حذف رنگ، بو و طعم نامطبوع آب و همچنین حذف فلزات سنگین، توانایی حذف ذرات معلق مانند شن و ماسه و کربن پودری فرار کرده از مرحله دوم را نیز دارد.
فیلتر کربن نوشیدنی و صنایع غذایی
همانطور که در بالا توضیح داده شد با استفاده از فیلتر کربن میتوان مواد آلی، رنگ، بو و طعم آب و سایر مواد نوشیدنی را حذف نمود و کیفیت آنها را افزایش داد. به همین دلیل در بیشتر صنایع غذایی و نوشیدنی مانند نوشابه و آبمیوه از فیلتر کربنی به این منظور استفاده می شود. بعنوان مثال از زغال فعال در زمینه های زیر استفاده می شود:
فیلتر کربن عرق گیاهی
فیلتر کربن نوشیدنی و نوشابه و آبمیوه
فیلتر کربن آب فرایند در صنایع غذایی
فیلتر کربن تصفیه پساب و فاضلاب صنعتی
در فاضلاب صنعتی وجود مواد آلی باعث مشکلات عدیده ای از جمله کدورت آب می باشد که با نصب فیلتر کربنی می توان این مشکل را برطرف نمود. البته طراحی سیستم تصفیه پساب و فاضلاب صنعتی امری تخصصی بوده و حتما باید توسط متخصصین این امر صورت گیرد. زغال اکتیو بکار رفته در تصفیه پساب باید از نوع خاصی که مناسب است، انتخاب شود و همچنین در طراحی باید میزان BOD , COD در نظر گرفته شود. فیلتر کربن پساب تنها برای رنج مشخصی از BOD , COD پاسخگو می باشد.
بصورت کلی فیلتر کربن صنعتی می تواند عوامل زیر را از پساب و فاضلاب حذف نماید:
انواع فیلتر کربنی
فیلتر کربنی بکار رفته در صنعت تصفیه آب با دو جنس بدنه مختلف فلزی و فایبر گلاس ساخته و عرضه می شود.
فیلتر کربن صنعتی فلزی
فیلتر کربن فلزی معمولا سنگین بوده و حمل و نقل آن سخت می باشد. این فیلترها بیشتر در سایزهای بزرگ مقرون به صرفه هستند و یا در صورتیکه نیاز به طراحی و ساخت فیلتر کربنی برای فشارهای بالا داشته باشیم، از بدنه فلزی استفاده می شود.
شیر فلکه های بکار رفته برای فیلتر کربنی فلزی مخصوص بوده و بصورت دستی می باشند. لذا جهت انجام بکواش، حضور اپراتور لازم می باشد.
فیلتر کربنی فلزی در ظرفیت های متنوع ساخته میشود و مهمترین معضل فیلتر کربنی فلزی، احتمال زنگ زدگی در آن می باشد. البته امروزه و با پیشرفت تکنولوژی، پوشش دهی با کیفیت بهتری صورت میگیرد و تا حد زیادی میتوان از این مشکل جلوگیری نمود.
کیفیت ساخت فیلتر کربنی فلزی، استفاده از ورق با ضخامت مناسب، جوش صحیح، پوشش درست آهن گالوانیزه و جاگذاری صحیح نازل های آب ، همگی از عوامل موثر بر طول عمر فیلتر فلزی و کارکرد صحیح آن می باشد.
فیلتر کربن تصفیه آب فایبرگلاس
فیلتر کربنی فایبرگلاس یا FRP ، نسبت به فیلتر فلزی، وزن کمتری دارد و حمل و نقل آن راحتتر است. در سایزهای کوچک تا متوسط معمولا قیمت فیلتر کربنی فایبرگلاس پایینتر بوده و مقرون به صرفه هستند. از مهمترین مزایای بدنه فایبرگلاس، عدم وجود مشکل زنگ زدگی و احتمال آلوده شدن آب بوسیله زنگ آب می باشد.
بطور کلی در ظرفیت های خانگی، نیمه صنعتی و صنایع کوچک استفاده از فیلتر کربنی فایبرگلاس رواج بیشتری دارد. فیلتر فایبرگلاس را با دو نوع شیر مختلف می توان راه اندازی نمود:
فیلتر کربن اتوماتیک
در صورتیکه از شیر تمام اتوماتیک در فیلتر کربنی استفاده شود، نیازی به حضور اپراتور جهت بکواش نیست و این عملیات بطور اتومات صورت میگیرد. البته توجه فرمایید شیرهای اتوماتیک باید توسط نفر فنی متخصص و مجرب راه اندازی شود. استفاده از فیلتر کربن آب فایبرگلاس اتومات در منازل مسکونی و پروژه هایی که اپراتور مقیم ندارند، بسیار رایج می باشد.
فیلتر کربن نیمه اتوماتیک
با استفاده از شیر نیمه اتوماتیک لازم است در هنگام بکواش، اپراتور قسمت بالای شیر را بچرخاند و در حالت بکواش قرار دهد. بعد از انجام بکواش نیز باید شیر را چرخانده و به حالت سرویس برگرداند. لذا در این مراحل حضور اپراتور لازم می باشد.
مزایای استفاده از فیلتر کربن تصفیه آب
فیلتر کربنی از جمله فیلترهای تحت فشار بوده و در چند سال اخیر استفاده از آنها در صنعت تصفیه آب بسیار رواج پیدا کرده است. از جمله مزایای فیلتر کربن آب می توان به موارد زیر اشاره نمود:
حذف رنگ، بو و طعم آب
حذف کلر، بنزن و …
حذف مواد آلی و کاهش BOD و COD
راهبری ساده
سرعت بالا در تصفیه
هزینه نگهداری کم در بهره برداری
نیاز به فضای کم در نصب و بهره برداری
شستشو و بکواش آسان
مشخصات فنی فیلتر کربن آب تاسیسات پیمان
تاسیسات پیمان عرضه کننده انواع محصولات تصفیه آب بوده و از سال 1362 در زمینه تاسیسات و تصفیه آب فعالیت دارد. امرزوه با تجربه چندین دهه حضور در این صنعت و با تکیه بر دانش روز دنیا و متخصصین، طراحی، تامین تجهیزات و اجرای پروژه های تصفیه آب را بطور کامل طبق درخواست کارفرمای محترم انجام میدهیم و مفتخریم تا با مشاوره رایگان به کارفرمایان محترم بستری برای خریدی امن فراهم سازیم.
فیلتر کربن تاسیسات پیمان از جمله محصولات پرفروش و پرکاربرد می باشد که در ادامه اشاره ای مختصر به مشخصات فنی آن میکنیم.
طراحی و ساخت فیلتر کربن تصفیه آب با در نظر گرفتن مشخصات پروژه
بدنه از جنس استيل/ فايبر گلاس /كربن استيل طبق درخواست کارفرما و شرایط طرح
قابل ارائه با سه شير دستي، نيمه اتوماتيك و تمام اتوماتيك جهت شستشوي معكوس
قابلیت تحمل فشار تا 5 بار (در صورت نیاز میتوان برای فشارهای بالاتر نیز طراحی نمود)
امکان استفاده از انواع كربن‌اكتيو موجود در بازار بنا به درخواست کارفرما
