احیای کربن فعال مهمترین اقدام برای افزایش راندمان و کارایی کربن فعال می باشد. با توجه به نوع کربن و میزان آلودگی های جذب شده بر روی سطح آن از روش های متفاوتی برای احیای کربن فعال استفاده می شود. در ادامه به هر یک از این روش ها اشاره می کنیم و مزایا و معایب هر یک را می گوییم. با ما همراه باشید تا با آنها آشنا شوید.
احیای کربن اکتیو چگونه انجام می شود؟
کربن فعال دارای انواع مختلف پودری، گرانولی و میله ای بوده و سطح همگی دارای منافذ ریز و درشت می باشند. به دلیل قدرت بسیار زیاد این مواد در واکنش پذیری و تبادل یون، مواد آلاینده مختلف موجود در آب روی سطح کربن انباشته شده و به مرور کارایی آنها کاسته میشود. بدین منظور از روش های گوناگون برای احیای کربن فعال استفاده می شود.
در ادامه به مهمترین و کاربردی ترین روش های احیای کربن فعال می پردازیم. با ما همراه باشید.
- احیای کربن فعال با حرارت دهی
- احیا کربن فعال با تبخیر کربن اکتیو
- احیای کربن فعال به روش شیمیایی
- احیای کربن فعال با الکترولیز
- احیا با کاتالیست اکسید منگنز
- احیای بیولوژیکی کربن فعال
احیای کربن فعال با حرارت دهی
احیای کربن با استفاده از حرارت دهی، در دمای بیش از 800 درجه سانتی گراد صورت می گیرد. در این روش به علت دمای بالا مواد انباشته شده بر روی کربن فعال از بین می رود. این روش از روش های رایج برای احیای کربن فعال می باشد.
استفاده از این روش به علت صرف انرژی برای کوره ها کمتر از 5 تا 6 تن در روز از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. روش حرارتی برای ظرفیت کمتر از 500.000 تن در سال اقتصادی نیست به دلیل اینکه انجام این فرایند در دمای بالای 800 درجه سانتی گراد انجام می شود و مصرف انرژی بالا دارد.
احیا با کاتالیست اکسید منگنز
با استفاده از اکسید منگنز به عنوان یک کاتالیست می توان احیای کربن فعال را انجام داد. این روش یکی از روش های نوین برای احیای مجدد کربن فعال می باشد. معمولا از این روش در سطح آزمایشگاهی استفاده می شود و برای محیط های صنعتی کاربرد زیادی ندارد.
احیا کربن فعال با تبخیر کربن اکتیو
در این روش کربن ها از روی بخار آب عبور داده می شوند و آلاینده های سطح آنها را پاک می کند. از معایب این روش عدم احیای کامل کربن فعال می باشد. با بخار آب نمی توان تمام انواع آلاینده ها را حذف کرد به همین علت باید مدت زمان بیشتری برای احیا سازه گذاشته شود. این امر منجر به کاهش حجم کربن و افزایش هزینه های اقتصادی خواهد شد. این روش در حال حاضر در صنعت کاربرد زیادی ندارد.
برای احیای فیلتر کربن می بایست ابتدا از طریق عمل بک واش بستر فیلتر را منبسط کرد. در مرحله بعدی به منظور کاهش آب در شستشوی بستر فیلتر از نیروی بخار داغ نیز به همراه جریان آب ورودی از پایین مخزن استفاده می کنند که تاثیر بالایی در احیای بستر کربنی فیلتر دارد. فرایند معمول دیگر، استفاده از یک گاز بی اثر داغ، مانند نیتروژن است. مواد فرّار دفع شده، فشرده گردیده و سپس به صورت مایع در یک کندانسور بازیابی می شوند.
بیشتر بخوانید: احیای سختی گیر رزینی به چه صورت انجام می شود؟
احیای کربن فعال به روش شیمیایی
در این روش از حلال های شیمیایی برای بازیابی کربن فعال انجام می شود. از معایب این روش این است که در هر سیکل بازیابی 5 تا 10 درصد کربن از بین می رود. این روش برای ظرفیت های بالا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. زیرا حلال های شیمیایی اکثرا گران قیمت می باشد.
در این روش بازیابی تابع دما می باشد و کنترل دما بسیار اهمیت دارد. بسیاری از آلاینده های موجود روی سطح کربن در تماس با موادی از قبیل اتانول، متانول و کربوکسیلیک قابل حذف بوده و کارایی کربن را بازیابی می کنند. در روش های شیمیایی سرعت احیا بسیار بالا بوده و تماس آنها با کربن منجر به خوردگی و تحلیل رفتن اندازه کربن نخواهد شد.
احیای کربن فعال با الکترولیز
از روش های کاتالیزوری در محیط های کوچک صنعتی استفاده میشود. با توجه به اینکه در این روش ها از سیالات فوق بحرانی استفاده شده و کشش سطحی آنها صفر می باشد، به همین دلیل مواد انباشته شده در سطح متخلخل کربن را در خود حل می کنند. راه اندازی این روش نیاز به تجهیزات متعدد داشته و به همین دلیل از نظر اقتصادی نیاز به بودجه بالایی دارد.
احیای بیولوژیکی کربن فعال
با الهام گرفتن از روش های تصفیه بیولوژیکی نیز می توان شرایط را برای کاهش آلاینده های روی کربن فعال فراهم نمود. با توجه به اینکه برخی از میکروارگانیسم ها قادر به تجزیه مواد آلی می باشند، به همین دلیل از این قابلیت می توان در احیای کربن فعال استفاده کرد.
برای اجرای این کار ابتدا کربن فعال ها درون محفظه توری بسیار مقاوم قرار گرفته و برای چند روز درون بیور آکتور نگهداری میشوند. در این بازه زمانی باکتری ها مواد آلی روی کربن را تجزیه و منجر به بهبود کارایی آنها میشوند. این روش نه تنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، بلکه زمان بر می باشد.
به صرفه ترین روش چیست؟
با توجه به نقش بسیار مهم کربن فعال در تصفیه آب و تاثیر منفی که آلاینده ها بر روی آن دارند، روش های فوق برای احیا ارائه شده اند. برای انتخاب هر یک از این روش ها لازم است به چند فاکتور توجه شود که عبارتند از:
- مقدار کربن فعال که لازم است احیا شود؛ این مساله مخصوصا در احیای فیزیکی با کوره ها اهمیت بالایی دارد.
- میزان خوردگی و حذف کربن در هر یک از روش ها؛ برخی از روش های پیاده سازی شده در دستگاه تصفیه آب صنعتی در حین احیا منجر به از بین رفتن بخشی از کربن ها میشوند.
- هزینه های اقتصادی راه اندازی واحد احیای کربن اکتیو و خرید مواد شیمیایی و غیره
- زمان حذف آلاینده ها و بهبود کارایی کربن فعال
قابل ذکر است که همانطور هم که در روش های مختلف گفته شد، با توجه به هزینه بر بودن احیای کربن فعال فیلتر کربنی، به صرفه است تا به جای احیای کربن، کربن فیلتر کربنی تعویض شود. برای دریافت مشاوره رایگان در این امر می توانید با کارشناسان آب سازه تماس فرمایید تا شما را راهنمایی کنند.
