Aké sú kľúčové prvky filtrácie aktívneho uhlia?

Účinnosť filtrácie aktívneho uhlia závisí predovšetkým od adsorpcie. Keď voda tečie cez porézny uhlíkový blok, kontaminanty rozpustené vo vode sa priťahujú a zachytia sa na rozsiahlej povrchovej ploche uhlíka, zatiaľ čo čistá voda prechádza.

Ďalším rozhodujúcim faktorom je štruktúra pórov. „Celkový objem pórov“ meria vnútornú plochu povrchu na gram aktívneho uhlíka -, čím väčší objem (s primerane veľkosťou pórov), tým lepší je výkon filtrácie.

Aktivácia uhlíka zahŕňa starostlivo riadený oxidačný proces. Vystavením uhlíka vysokému - teplotnej pary sa jej vnútorná pórovitosť výrazne zvýši. Zatiaľ čo materiály na báze uhlíka - prirodzene obsahujú póry, táto ošetrenie parou exponenciálne zosilňuje ich pórovitosť. Napríklad bežné uhlíkové materiály majú zvyčajne povrchovú plochu 10-15 metrov štvorcových na gram, ale po aktivácii sa to môže rozšíriť na 1 000-1 200 metrov štvorcových na gram.

Aktívny uhlík obsahuje póry s rôznymi rozmermi, pričom každá veľkosť zohráva rozhodujúcu úlohu pri zachytávaní rôznych kontaminantov, keď preteká voda. Rozmanitá štruktúra pórov vytvára rozsiahlu vnútornú plochu povrchu, ktorá vedie vodu zložitou sieťou dutín, od mikroskopických po relatívne veľké otvory. Najmenšie póry merajú pod 2 nanometrov (nanometer je jeden - miliardta z metra), zatiaľ čo mid - póry rozmenia 2 až 50 nanometrov. Najväčšie póry sa rozširujú z 50 až 2 000 nanometrov, pričom 1 000 nanometrov sa rovná jednému mikrometri.

Adsorpcia rozpustených kontaminantov pomocou aktívneho uhlíka sa vyskytuje prostredníctvom rôznych mechanizmov. Niektoré znečisťujúce látky sú vo svojej podstate hydrofóbne, čo znamená, že prirodzene odpudzujú vodu, a preto sa ľahšie priťahujú na povrch uhlíka. V iných prípadoch môžu mať určité molekuly prirodzenú afinitu k uhlíkovým materiálom. Obe tieto atraktívne sily často pracujú súčasne na zlepšení procesu filtrácie.

Hydrofóbna povaha organických znečisťujúcich látok hrá rozhodujúcu úlohu pri aktívnej filtrácii uhlíka. Pretože väčšina vodných organických kontaminantov odpudzuje vysoko molekuly polárnej vody, ale ľahko sa dodržiavajú ne - polárne uhlíkové povrchy, aktívny uhlík sa ukazuje výnimočne účinný pri zachytávaní prchavých organických zlúčenín, dezinfekčných vedľajších produktov a poľnohospodárskych chemikálií, ako je herbicídy a herbicídy, ktoré by inak pretrvávali vo vode.