مرجع تخصصی آب و فاضلاب

زغال فعال شده چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
- ....
 

تولید زغال فعال شده
اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعال شده وجود دارد که به 3 اصل بستگی دارد:
- نوع ماده اولیه
- مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (زغال فعال شده)
- مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف
شیوه های فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:
فعال سازی شیمیایی،فعال سازی توسط بخار
 

فعال سازی شیمیایی:
این شیوه بیشتر برای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریک P2O5 یا کلرید زنیکZnCl₂ آغشته می کنند تا ماده ای خمیری حاصل شود. این ماده را در بازه دمایی 500 - 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
زغال فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش , دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند.
 

فعال سازی توسط بخار:
این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اند به کار می رود. فعال سازی در بازه دمایی 800 – 1100 درجه سانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.
در آغاز مواد زغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنش water-gaz معروف است:
 

(C + H₂o → CO + H₂ – 175.440 KJ/(KgMol


این واکنش گرماگیر است و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقص CO و H₂ بصورت زیر تامین می شود:
 

(2CO + O₂ → 2CO₂ + 393.790 KJ/(KgMol

(2H₂ + O₂ → 2H₂O + 396.650 KJ/(KgMol

 

در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغال نسوزد.
زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولا دارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند.
 

ویژگی های جذبی و فیزیکی
گونه های مختلفی از زغال های فعال شده با ویژگی های مشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفته در تولید آنها بستگی دارد. در انتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی مواد داریم.
 

ویژگی های جذبی:
(1 سطح: با استفاده از N₂ حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنر باشد, قسمتهای جاذب نیز بیشترند.
2) اندازه منافذ: تعیین اندازه های یک زغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که در IUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شده اند:
Micropores r<1nm
Mesopores r 1-25nm
Micropores r>25
که mesopore ها برای جا به جایی و Micropore ها برای جذب مواد هستند.
3) تخلخل: یکی از راههای اندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده , استفاده از میزان جذب CCl₄ خالص در حالت گازی می باشد.
 

- ویژگیهای فیزیکی:
1)  سختی و مقاومت در برابر حررت و فشار : زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنها کاربردهای متفاوتی دارند.
2)  چگالی
3)  اندازه ذرات: هر چقدرکه اندازه ذرات زغال فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتر است.

***زغال فعال شده را به سه شکل دانه ای , پودر و استوانه ای میسازند.***
زغال فعال شده چگونه کار می کند؟
زغال فعال شده مواد اورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند , که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع ( آب) به فاز جامد ( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یک پیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.
علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی از آلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.
جذب منجر به پخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد , جایی که یک واکنش شیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازن O3
در قسمتی که جذب می شود , قسمتی از زغال فعال شده را اکسید میکند, و 3O به O2 تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمی شود.
جذب در زغال فعال شده دارای 3 مرحله است:
1- تماس ذرات آلاینده محلول در مایع ( آب) با ذرات زغال فعال شده
2- پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعال شده
3- جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیر

***این 3 مرحله همزمان رخ می دهند***
بازیافت زغال فعال شده
به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده , سطح آن از مواد آلاینده اشباع می شود. زغال فعال شده یک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت زغال فعال شده , هزینه کمی نسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.
زغال فعال شده و مهندسی شیمی
در تولید زغال فعال شده : مهندس شیمی, می تواند درطراحی فرآیندهای تولید و بازیافت زغال فعال شده متناسب با کاربرد و ویژگی های مورد نظر, طراحی راکتورهای مورد نیاز, کنترل کیفیت محصولات و بهسازی آنها بعالیت داشته باشد.
در فروش زغال فعال شده: مهندس شیمی , به خاطر داشتن اطلاعات لازم از محصول و آشنایی با مصارف آن می تواند در بخش بروش و بازار یابی نیز بعالیت داشته باشد.
در مصرف زغال فعال شده: مهندس شیمی , می تواند در صنایعی که نیاز به استفاده از زغال فعال شده دارند, با تعیین نوع و میزان و شیوه استفاده از زغال فعال شده و کنترل آن ایفای نقش کند.
مواد و وسایل مورد نیاز آزمایش:

1-ارلن
 
2-بالن حجمی

3-بورت

4-قیف شیشه ای ساده

5-کاغذ صافی

6-فنل فتالئین

7-محلول سود

8-محلول اسید استیک

9-زغال فعال

انتروکوک ها(استرپتوكوك فكاليس) - سه شنبه دهم خرداد 1390

تصفیه خانه آب گرمسار - سه شنبه دهم خرداد 1390
كمبود آب بحران ۲۰۲۵ - دوشنبه نهم خرداد 1390
روش اندازه‏ گيري يون فلزات در آب و فاضلاب بوسيله اسپكتر فتومتر جذب اتمي - دوشنبه نهم خرداد 1390
چالش های آینده تصفیه خانه های آب شهری - یکشنبه هشتم خرداد 1390
تصفیهٔ آب با استفاده از امواج مافوق صوت - یکشنبه هشتم خرداد 1390
تهران و مشکل فاضلاب - یکشنبه هشتم خرداد 1390
بیماریهای منتشره توسط آب استخر - یکشنبه هشتم خرداد 1390
آلومینیوم در آب - یکشنبه هشتم خرداد 1390
علل خوردگی در سیکل آب و بخار - یکشنبه هشتم خرداد 1390
اصطلاحات بتني - پنجشنبه پنجم خرداد 1390
میکروبیولوژی جریانات گرمایی - پنجشنبه پنجم خرداد 1390
تعریف و كاربردهای صنعتی بیوسورفاكتانت‌ها (فعال‌كننده‌ های سطحی زیستی) - پنجشنبه پنجم خرداد 1390
ترانسدیوسر - پنجشنبه پنجم خرداد 1390
بررسي آلودگي آب - سه شنبه سوم خرداد 1390
استفاده مجدد از آبهاي زائد و فاضلاب ها - سه شنبه سوم خرداد 1390
منشاء و ترکیب شیمیایی پساب - سه شنبه سوم خرداد 1390
تصفیه آب آشامیدنی آلوده به آرسنیک با نانوذرات آهن - دوشنبه دوم خرداد 1390
کولیس و روش کار با آن - یکشنبه یکم خرداد 1390
استفاده از فناورى نانو برای بهبود عملکرد ترميم بتن - یکشنبه یکم خرداد 1390
روان آب - یکشنبه یکم خرداد 1390
انواع چاه های آب - یکشنبه یکم خرداد 1390
درمورد حفاری و روشهای آن - یکشنبه یکم خرداد 1390
بررسی علل گرفتگی بیولوژیکی در سیستم اسمز معکوس - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
روش تصفيه آب توازن كشتي ها به وسيله تزريق گاز اوزون - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
تاریخچه تحقیق در رابطه اسمز معکوس - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
فلومتر ها - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
انواع تیر ها - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
رسوبگذاري مخازن سدها - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
راه اندازي پمپ ( Commissioning ) - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
فولاد - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
میکروارگانیسم ها و کاربردشان - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
آجـر - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
بتن - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
محافظت از پي منشاء ، پيشرفت و توسعه آن - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
مقاومت مصالح - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
حفظ کيفيت منابع آب - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
انتخاب فرآيند مناسب جهت تصفيه آب - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
مزایا استفاده ازغشاءها - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
واحد تصفیه پساب پتروشيمي فجر - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
ستونهای جذب سطحی - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
مفاهيم تصفيه آب و پساب - چهارشنبه بیست و هشتم اردیبهشت 1390
مطالعه سیالات درگیر - چهارشنبه بیست و هشتم اردیبهشت 1390
مراحل پی سازی - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
پروتوزوئرها - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
شبکه جمع آوری فاضلاب - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
منابع آب‌ هاي زيرزميني - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
انعقاد و لخته سازی - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
تصفيه ‌فوري آب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
تصفيه‌ دوزيستي‌ به كمك‌ محيط ‌زيست ‌مي آيد - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390

مرجع تخصصی آب و فاضلاب