چکیده تولید و بررسی خواص کربن فعال
کربن فعال به گرو هی از مواد اطلاق می شود که سطح داخلی بالا٬ تخلخل و قابلیت جذب گاز ها و حایعات شیمیایی را دارند . کربن فعال به عنولن یک جاذب دارای کاربردهای مهم و حیاتی می باشد. این ماده از پیرولیز مواد گیاهی حاوی کربن تولید می شود. و تحت عمل فعال سازی قرار می گیرد.
با توجه به مواد خام مصرفی ٬ کربن فعال دارای منفذ و شکل های متفاوت اند و از طرفی با توجه به اندازه ی منفذ و توزیع اندازه دارای کاربرد های گسترده و ویژه ای هستند .
طبقه بندی انواع کربن فعال از نظرمشخصات فیزیکی :
1.کربن فعال پودری (دارای اندازه ی کمتر از 100 نانومتر و میانگین قطری بین 15- 25 میکرومتر )
2.کربن فعال گرانولی (اندازهی بزرگتر از کربن فعال پودری)
3.کربن فعال کروی
4.کربن غعال تزریق شده
5.کربن روکش شده با پلیمر
جذب به ویسیله ی سطح فعال چگونه انجام میشود؟
جذب عبارتست از قرارگیری لایه ای مولکول هایی گاز یا مایع از یک فاز در حال حرکت بر روی سطح یک جسم به کمک نیروی جاذبه مولکولی.
اتم های سطحی جسم جامد کربن فعال در مقایسه با اتم های داخلی دارای انرژی موازنه نشده هستند و مولکول های خارجی سعی بر موازنه کردن این انرژی دارند و به سطح جذب می شوند .این مولکول ها لایه تکی روی سطح جامد را تشکیل می دهند.
چگونگی کاربرد کربن فعال در تصفیه پساب
صافی ذغالی :
یکی از روش های مناسب جهت حذف بو و طعم اب ٬ جذب عوامل مولد بو و رنگ می باشد.ذغال فعال با خاصیت سطحی بالای خود در جذب عوامل ذکر شد ه موثر است.
عوامل تاثیر گذار بر بازده یی ذغال فعال :
a)نوع ذغال
b)دما
PH(c
(توصیه شده است که صافی ذغالی هر شش ماه یکبار شستشو و احیا شود .و کافیست که بعد از شستشو معکوس صافی ٬ دانه های ذغالی را به مدت 20-30 دقیقه با بخار کم فشار شستشو بدین)
در صورت عدم استفاده از صافی ذغالی به مدت زیاد باید از قبل با اب کلر دار شستشو شود تا باکتری ها و دیگر عوامل بیلوژیکی از سطح دانه های ذغال فعال زدوده شود .
تحقیقات نشان داده که با افزایش زمان تماس ٬ راندمان حذف رنگ الی افزایش می یابد
(بیشترین راندمان حذف در طول 10 دقیقه اول برخورد انجام میگیرد جذب رنگ متیلن بلو روی کربن فعال از ایوترم لانگمیور پیروی می کند)
در اینجا کمی هم باید در ارتباط با منحنی های جذب تو ضیح داده بشه.
منحنی جذب ارتباط بین غلظت موادی که قرار است جذب شوند را با مقدار جذب در یک دمای ثابت نشان می دهند.
غلظت معادل را در محور طول ها
و غلظت مواد جذب شده به ازای واحد وزن کربن فعال در عرض
ترسیم می کنند
چنانچه این منحنی دارای شیب زیادی باشد ٬ مواد فاضلاب به راحتی جذب کربن فعال نمی شوند به عبارت دیگر مقدار جذب در غلظت بالا٬ زیاد و در غلظت کم ٬ پایین است.
بر عکس زمانی که شیب خط جذب کم است . مواد موجود در پساب در هر میزان دلخواه از غلظت به وسیله ی کربن فعال جذب میشوند.
عوامل موثر در میزان جذب کربن فعال
1.حلالیت :با توجه به هیدرو فوب بودن کربن فعال (اب گریز) به طبع جذب مواد ابکریز در ان بهتر خواهد بود .لذا جذب ترکیبت چربی و مولکول های الکیل بیشتر خواهد بود .
(پس هر چه مواد در اب حلالیت کمتری داشته باشن ٬ جذب بهتری خواهند داشت
2 .یونیزاسیون و قطبی بودن : به طور کلی موادی که قابل یونیزاسیون هستند (مثل اسید الی و امین ها ) در حالت غیر یونی راحتر جذب کربن فعال میشوند.
3.اندازه مولکول:به طور کلی وزن مولکولی بالاتر با مقدار جذب بالاتری همراه است .
( اما سرعت پخش در حفره های کربن فعال (زمانی که وزن مولکولی بالا باشه ) کم میشه برای رفع این مشکل باید وزن مولکولی مواد ا به وسیله ی ازن (اکسیداسیون ) یا تجزیه ی بیولوژیکی قبل از جذب توسط کربن فعال کاهش داده بشه)
4. PH:در ph های پایین سرعت یونیزاسیون مواد الی پساب زیاد است لذا سرعت حذف مواد الی می تواند با پایین امدن ph تا 2 الی 3 برابر افزایش داده شود.
5. غلظت :به طور کلی با افزایش غلظت میزان جذب نیز افزایش می یابد اما برای مواد شیمیایی مانند عوامل فعال سازی سطحی ٬ مقدار جذب ثابت بوده و به غلظت بستگی ندارد.
6.دمای اب: برخلاف فاز گازی دمای اب بی تاثیر است.