کربن اکتیو

کربن اکتیو (Activated carbon) یا زغال فعال یکی از روش‌های مؤثر در حذف آلاینده‌های آلی، طعم، بو، رنگ و کلر از آب است. این ماده با سطح ویژه بالا و ساختار متخلخل، امکان جذب مؤثر ترکیبات با وزن مولکولی پایین را فراهم می‌آورد. در سیستم‌های پیش‌تصفیه آب، فیلتر کربنی، و تصفیه کامل آب از کربن فعال به‌عنوان یک مرحله کلیدی استفاده می‌شود.

در ادامه مدل‌های موجود کربن اکتیو در فروشگاه خانه آب آویژه را ملاحظه می‌کنید. برای مشاهده جزئیات فنی شامل میزان جذب، نوع کربن، عمر مفید و قیمت هر مدل، روی تصویر محصول کلیک نمایید.

جهت آشنایی و کسب اطلاعات بیشتر در مورد عملکرد کربن اکتیو، سازوکار جذب، معیارهای انتخاب کربن مناسب، روش احیا، نکات طراحی فیلتر کربنی و ارزیابی کارایی آن، با ما همراه باشید.

کربن اکتیو (زغال فعال یا Activated Carbon) چیست؟

کربن اکتیو یا زغال فعال یک پودر کاملاً سیاه رنگ، بدون بو و طعم است که از مواد دارای کربن مانند چوب به دست می‌آید.

کربن فعال یا همان کربن اکتیو در واقع همان کربن معمولی می‌باشد و از لحاظ شیمیایی تفاوتی با هم ندارند.

تفاوت اصلی ذغال اکتیو و کربن معمولی در سطح فعال بسیار زیاد ذغال اکتیو می‌باشد، که این امر توسط ایجاد سوراخ‌های بسیار ریز و میکروسکوپی بوسیله اکسیژن در سطح کربن ایجاد می‌شود.

در واقع مهم‌ترین تفاوت کربن معمولی و کربن فعال، میزان تخلخل و سطح ویژه بالاتر کربن فعال است.

در فرآیند تصفیه آب، کربن فعال بیشتر از طریق «جذب سطحی» عمل می‌کند؛ یعنی برخی ترکیبات موجود در آب یا گاز روی سطح و منافذ کربن نگه داشته می‌شوند. به همین دلیل عملکرد کربن اکتیو به نوع آلاینده، ساختار منافذ، کیفیت کربن و شرایط بهره‌برداری بستگی دارد.

کربن فعال یکی از محصولات بسیار پرکاربرد در صنعت به منظور حذف بو، رنگ، طعم و کلر آب می‌باشد. از جمله موارد استفاده آن می‌توان به صنایع غذایی و شیمیایی، تصفیه آکواریوم و استخر، تصفیه آب خانگی و صنعتی، تصفیه فاضلاب و موارد بهداشتی من جمله استفاده در خمیردندان و ماسک‌های صورت اشاره کرد.

کربن فعال که با عنوان‌های کربن اکتیو، زغال فعال و یا زغال اکتیو نیز شناخته می‌شود در واقع یک نوع کربن رایج می‌باشد که دارای سطح داخلی بسیار بالا و بیشترین میزان تخلل می‌باشد.

این ویژگی سبب می‌شود تا این ماده توانایی جذب سطحی بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح، کاتالیستی و الکتروشیمیایی مفیدی داشته باشد و به عنوان جاذب بسیار قوی برای مواد محلول در گاز و مایعات به کار رود.

در واقع سطح خارجی یک گرم کربن فعال در حدود 3000 مترمربع سطح تماس دارد که دارای میلیون‌ها سوراخ ریز هستند که با چشم قابل مشاهده نیست و توانایی حذف هزاران مواد شیمیایی و آلاینده را دارا می‌باشند.

این ماده همچنین به دلیل داشتن بار مثبت قابلیت جذب مواد شیمیایی با بار منفی مانند آرسنیک را دارند.

البته عملکرد کربن فعال برای همه آلاینده‌ها یکسان نیست و نمی‌توان آن را جاذبی برای حذف تمام آلاینده‌های آب در نظر گرفت. نوع کربن، اندازه منافذ، سطح ویژه، ماده اولیه و شرایط آب یا سیال، همگی در میزان جذب و عملکرد نهایی تأثیر دارند.

5 مورد از مهم‌ترین ویژگی کربن اکتیو

به صورت خلاصه ویژگی‌های مهم کربن اکتیو به شرح ذیل می‌باشد‌:

1. هزینه مناسب و مقرون به صرفه نسبت به جاذب‌های غیر آلی مانند زئولیت
2. قابلیت بازیافت و فعالسازی مجدد سطح
3. ظرفیت جذب بالا
4. پایداری
5. عدم تغییر فیزیکی و شیمیایی در آب

کربن فعال چگونه تولید می شود؟

تولید کربن از تمامی موادی آلی که در طبیعت دارای ساختار کربن هستند، امکانپذیر می‌باشد. از جمله این موارد می‌توان به زغال سنگ، آنتراسیت، پوسته نارگیل، پسته و گردو، بامبو و چوب اشاره کرد. ماده اولیه کربن بر روی ویژگی‌ها و عملکرد آن موثر است.

معروف‌ترین ماده اولیه کربن، پوسته نارگیل می‌باشد. فرآیند فعالسازی کربن در طبیعت با روش‌های زیر صورت می گیرد:

1. فعال سازی شیمیایی
2. فعالسازی فیزیکی با بخار

در این بین فعالسازی شیمیایی بیشترین سطح تخلل را ایجاد می‌کند اما از نظر زیست محیطی و اقتصادی روش فعالسازی با بخار بهترین گزینه می‌باشد.

نوع ماده اولیه نیز روی ساختار منافذ و ویژگی‌های جذب کربن فعال تأثیر می‌گذارد. به همین دلیل کربن تولیدشده از پوسته نارگیل، چوب یا زغال‌سنگ می‌تواند برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار گیرد.

از مشخصات فنی مهم هنگام انتخاب کربن فعال می‌توان به سطح ویژه، عدد ید (Iodine Number)، اندازه ذرات و مش، سختی، میزان خاکستر و رطوبت اشاره کرد. اهمیت هر یک از این پارامترها به نوع کاربرد و آلاینده هدف بستگی دارد.

عدد ید یکی از شاخص‌های متداول برای بررسی ظرفیت جذب کربن فعال است، اما به تنهایی معیار کافی برای انتخاب کربن مناسب نیست و باید در کنار سایر مشخصات فنی و شرایط واقعی کاربرد بررسی شود.

کاربرد کربن فعال براساس نوع فاز مصرفی

به طور عمده کربن فعال در فاز گاز و فاز مایع استفاده می‌شود. معمولا در مصرف فاز گاز از کربن در حالت سخت و گرانول و در فاز مایع از کربن به صورت پودر نرم و سبک استفاده می‌شود.

انواع کربن اکتیو

کربن براساس ویژگی‌های سطحی، رفتار شیمیایی و فیزیکی و روش تهیه به انواع مختلفی تقسیم بندی می‌شود.

1. کربن فعال پودری (Powdered Activated Carbon)

   کربن اکتیو پودری در سایز کمتر از یک میلی‌لیتر و قطر متوسط بین 0.15-0.25 میلی متر ساخته می‌شوند که دارای نسبت سطح به حجم بالا به همراه نفوذ کم می‌باشند و بدلیل اندازه ریز ذرات افت فشار بالایی را ایجاد می‌کند. این دسته از کربن به طور عمده در فاز مایع و برای پردازش گاز استفاده می‌شود. از جمله مصارف دیگر آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

   • تصفیه هوا
   • تصفیه شیمیایی
   • صنایع غذایی
   • داروسازی و آرایشی بهداشتی
   • تصفیه آب
   

2. کربن فعال گرانول (Granular Activated Carbon)

   این نوع از کربن فعال در مقایسه با کربن پودری دارای سایز بزرگتر و در نتیجه سطح خارجی کوچکتری می‌باشد. از این رو با دارا بودن سرعت نفوذ بالا گاز و مایعات، برای جذب و بخار مناسب است. همچنین برای تصفیه آب، بو زدایی و جداسازی مواد موجود در جریان ها نیز کاربرد دارد.

   • کربن فعال گرانول در مش و سایز (20*8)، (40*20)، (30*8) - برای استفاده در فاز مایع
   • کربن فعال گرانول در مش و سایز (6 * 4)، (8 * 4)، (10 * 4) - برای استفاده در فاز گاز
   

کربن فعال گرانولی یا GAC یکی از انواع پرکاربرد کربن برای فیلترهای کربنی پیش تصفیه  آب شیرین کن صنعتی است.

1. کربن فعال میله ای یا کبریتی (Extruded Activated Carbon) 

   کربن اکتیو میله‌ای یا کربن اکتیو مدادی به شکل استوانه است و قطر آن بین 0.8 تا 130 میلیمتر است. کربن فعال میله‌ای یا کربن فعال استوانه‌ای ویژگی‌هایی شامل افت فشار کم، قدرت مکانیکی بالا و میزان غبار کم دارد و به طور عمده برای جذب در فاز گازی استفاده می‌شوند.

   

هر دو نوع کربن فعال گرانول GAC و میله ای EAC، در گستره ای از اندازه‌های مختلف طراحی شده، و برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مقایسه کربن اکتیو پودری، کربن اکتیو گرانول و کربن اکتیو میله ای

در جدول زیر انواع کربن اکتیو مورد بررسی قرار گرفته است.

نوع کربن فعال	شکل و اندازه معمول	کاربردهای رایج	مزیت اصلی	نکته مهم در انتخاب
کربن فعال پودری (PAC)	ذرات بسیار ریز و پودری	تصفیه آب و فاضلاب، صنایع غذایی، دارویی و رنگ‌بری	سطح تماس بالا و مناسب برای فرآیندهای اختلاطی	پس از فرآیند باید از آب یا سیال جدا شود.
کربن فعال گرانولی (GAC)	دانه‌های گرانولی	فیلتر کربنی، تصفیه آب، حذف بو، طعم و برخی ترکیبات آلی	امکان استفاده به‌صورت بستر ثابت در فیلتر	دبی، زمان تماس، ارتفاع بستر و افت فشار اهمیت دارد.
کربن فعال میله ای (EAC)	استوانه‌ای یا میله‌ای	بیشتر در تصفیه هوا و گاز	مقاومت مکانیکی مناسب و تولید غبار کمتر	اندازه، سطح ویژه و افت فشار باید متناسب با سیستم انتخاب شود.

انتخاب مناسب نوع کربن فعال

انتخاب مناسب نوع کربن فعال مورد استفاده بین کربن فعال گرانولی GAC و کربن فعال میله‌ای EAC برای هر پروژه به عوامل مختلفی مانند سایز، سطح مخصوص، افت جریان (کاهش فشار جریان به دلیل اصطکاک عبور از یک فیلتر) و … بستگی دارد.

اگر هدف استفاده از کربن در فیلتر تصفیه آب صنعتی یا پیش‌تصفیه دستگاه RO باشد، انتخاب کربن صرفاً بر اساس قیمت یا نام برند توصیه نمی‌شود و باید مشخصات فنی محصول با شرایط سیستم مطابقت داشته باشد. به طور معمول برای پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب از کربن اکتیو گرانول استفاده می‌شود.

لازم به ذکر است در سیستم‌های اسمز معکوس (RO)، فیلتر کربن می‌تواند به‌عنوان یکی از مراحل پیش‌تصفیه برای کاهش کلر، بو، مزه و رنگ مورد استفاده قرار گیرد. کنترل مناسب  این موارد پیش از ممبران، اهمیت زیادی دارد.

در مقابل، کربن فعال برای کاهش TDS و حذف تمام املاح محلول طراحی نشده است. بنابراین در سیستم‌های تصفیه آب، کربن اکتیو معمولاً یکی از مراحل فرآیند است و در صورت نیاز باید در کنار فناوری‌های دیگر مانند اسمز معکوس استفاده شود.

کاربردهای کربن اکتیو

• استفاده درصنایع غذایی به عنوان مثال به منظور رنگ زدایی قند و شکر، روغن خوراکی
• در صنایع دارویی و بهداشتی به عنوان مثال خالص‌سازی دارویی، تولید خمیردندان، شامپو و ماسک
• حذف مواد تولیدکننده بو از هوای خروجی از هود آشپزخانه و فیلتر یخچال‌ها
• کنترل انتشار گازها به عنوان مثال در پمپ بنزین‌ها
• حذف آلاینده‌ها از سیستم تهویه خودروها
• تهیه ماسک‌های تنفسی
• تصفیه گاز دودکش‌ها در کارخانجات زباله شوزی برای حذف فلزات سنگین
• تصفیه گاز اگزوز برای حذف ناخالصی‌ها و آلاینده‌های آلی
• استفاده برای رنگ‌زدایی از انواع محصولات به عنوان مثال ادویه‌ها، روغن‌های گیاهی و حیوانی و عرقیات گیاهی
• تمیزکردن حمام‌های گالوانیزاسیون
• شیرین سازی گازها
• به عنوان پیش تصفیه سیستم های اسمز معکوس
• حذف ترکیبات کلردار
• بازیافت حلال‌ها و موادشیمیایی
• استفاده در دستگاه‌های تصفیه کننده هوا، خوش بو کننده هوا، تصفیه کننده های صنعتی
• تصفیه آب‌های خانگی و صنعتی و تصفیه فاضلاب های صنعتی
• حذف رنگ و بوی الکل

قیمت کربن فعال

قیمت کربن اکتیو فعال بسته به ماده سازنده، کشور تولیدکننده، کیفیت، نوع کربن، گرید مصرفی، اندازه ذرات،  مشخصات جذب، برند و مقدار خرید آن با قیمت‌های متنوعی عرضه می گردد.

شرکت خانه آب آویژه عرضه کننده کربن فعال باکیفیت و دارای گرید آزمایشگاهی و قیمت بسیار مناسب در بازار می‌باشد.

هنگام استعلام قیمت، بهتر است علاوه بر قیمت هر کیلو، مشخصات فنی، برند، کشور سازنده، نوع کربن، گرید و آنالیز محصول نیز بررسی شود.

مارک و برندهای پرفروش کربن فعال

• کربن فعال نوریت (Norit) هلند

• کربن فعال برند جاکوبا (Jacoba) چینی

• کربن فعال ایرانی

• کربن فعال برند جاکوبی (Jacobi) سوئد

  برند جاکوبی نیز شامل دسته‌بندی های زیر می‌باشد.

  1. کربن فعال (اکتیو) جاکوبی آکوا سرب 1000

  2. کربن فعال (اکتیو) جاکوبی آکوا سرب 2000

(( آنالیز کربن اکتیو پودری برند جاکوبا Jacoba ))

(( آنالیز کربن اکتیو گرانولی برند جاکوبا Jacoba ))

برای دانلود کاتالوگ کربن اکتیو جاکوبی بر روی لینک کلیک فرمایید.

عمر مفید کربن فعال

عمر مفید کربن اکتیو به یک عدد ثابت محدود نمی‌شود و به کیفیت آب یا سیال ورودی، غلظت آلاینده، دبی عبوری، حجم بستر، زمان تماس و ظرفیت جذب کربن بستگی دارد. بنابراین نمی‌توان برای تمام فیلترهای کربنی یک زمان تعویض یکسان تعیین کرد. ولی به صورت کلی طول عمر رزین رزین بین 2 تا 4 سال متغییر است.

کاهش محسوس عملکرد در حذف بو، طعم یا کلر و همچنین تغییر کیفیت آب خروجی می‌تواند نشانه‌ای برای بررسی وضعیت بستر کربنی باشد.

نگهداری فیلتر کربنی

در فیلترهای کربنی گرانولی، شست‌وشوی معکوس (Backwash) می‌تواند برای خارج کردن ذرات و حفظ شرایط مناسب بستر مورد استفاده قرار گیرد. برنامه شست‌وشوی معکوس باید بر اساس طراحی فیلتر، نوع کربن و شرایط بهره‌برداری تنظیم شود.

پیش‌تصفیه مناسب نیز اهمیت زیادی دارد؛ زیرا ورود حجم بالای ذرات معلق به بستر کربن می‌تواند باعث گرفتگی، افزایش افت فشار و کاهش کارایی فیلتر کربن شود.

خرید کربن اکتیو

برای خرید کربن اکتیو بهتر است ابتدا مشخص شود که محصول برای تصفیه آب، فاضلاب، هوا، گاز، صنایع غذایی یا کاربرد دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس بر اساس نوع کاربرد، مشخصات فنی و آنالیز محصول می‌توان مدل مناسب را انتخاب کرد.

اگر کربن برای فیلتر تصفیه آب صنعتی یا پیش‌تصفیه RO مورد نیاز باشد، معمولا کربن اکتیو گرانول بهترین انتخاب است.

جهت خرید کربن اکتیو و اطلاع از قیمت کربن اکتیو جاکوبا یا جاکوبی با واحد فروش شرکت تماس حاصل فرمایید.