فیلتر کربن

آبی که ما روزانه برای مصارف خوراکی استفاده می کنیم با وجود اینکه تصفیه شده است اما باز هم دارای املاح و موادی است که جزء ناخالصی ها محسوب می شوند و نباید در آبی که می خوریم وجود داشته باشند. به همین علت است امروزه دستگاه های تصفیه آب طرفداران زیادی پیدا کرده اند و می توان آنها را در خانه ی تعداد زیادی از افراد مشاهده کرد. دستگاه های تصفیه آب از فیلترهای مختلفی بهره می برند که یکی از بهترین فیلتر تصفیه آب را می توان فیلتر کربنی دانست. این فیلتر به خوبی قادر است تا مواد آلی و همچنین کلر موجود در آب را از بین ببرد.

سازوکار این فیلتر بر پایه ی جذب سطحی است. در این پروسه آبی که دارای مواد آلاینده مانند کلر است به وسیله ی نازل های توزیع کننده به روی فیلتر کربن پاشیده می شود. حال با رد شدن آب از درون فیلتر کربنی پروسه ی جذب سطحی صورت گرفته و ذرات معلق در آب به کمک فیلتر کربن جذب می شوند. آبی که از دستگاه خارج می شود فاقد کلیه ی مواد آلی و یا کلر است و علاوه بر اینها از نظر طعم، رنگ و حتی بو نیز بهبود یافته است.

تاریخچه استفاده از فیلتر کربن

چگونه انسان ها فهمیدند که کربن می تواند در فیلتر کردن آلاینده ها موثر باشد؟ به احتمال زیاد اولین استفاده برای پاک کردن ناخالصی های موجود در فلز ذوب شده برای ساخت برنز بوده است. به نظر می رسد مصری ها اولین کسانی هستند که از آن در پزشکی برای از بین بردن بوی عفونت استفاده کردند. همچنین ملوانان در قرن 16 تا 18 اغلب آب آشامیدنی خود را در بشکه هایی ذخیره می کردند که داخل آن سوخته یا با ذغال آغشته شده بودند تا آب را در سفرهای طولانی تازه نگه دارند.

در جنگ جهانی اول، ماسک های گازی از فیلترهای زغالی برای از بین بردن برخی از گازهای مهلک استفاده میشد اما فقط در برابر برخی از سموم موثر بود. تولید و استفاده از کربن فعال فقط پس از جنگ جهانی دوم رشد چشمگیری داشت و در نهایت منجر به تولید فیلترهای هوای کربن مدرن و همچنین فیلترهای آب شد.

نحوه کارکرد فیلتر کربن اکتیو

فیلتر کربن اکتیو یا کربن فعالی که در دستگاه تصفیه هوا استفاده می شود، قادر است تا ذرات بزرگتر از 0.6 میکرون را از هوا حذف کند. دستگاه تصفیه کننده هوای هانیول با فن قدرتمندی که دارد می تواند هوای یک اتاق را در مدت کوتاهی از فیلترهای خود رد کند و از سمت دیگر، هوای پاک را به محیط برگرداند.

فیلتر کربن اکتیو دستگاه تصفیه آب نیز عملکرد مشابهی دارد. آب با فشار زیاد از فیلترهای تصفیه آب از جمله فیلتر کربن اکیتو عبور می کند. آلاینده های آب در این فیلتر گیر می افتند و از سمت دیگرِ دستگاه، آب سالم و پاک خارج می شود.

انواع فیلتر کربنی

فیلتر کربنی یا کربن اکتیو با توجه به نوع کربن و اندازه ذرات آن در گروه های مختلفی تقسیم بندی میشوند که عبارتند از:

• فیلتر کربنی دانه ای (Granular Activated Carbon)
• فیلتر کربن اکتیو پودری (Powdered Active Carbon)
• فیلتر کربنی بلاک (Active Carbon Filter Block)

فیلتر کربنی گرانول یا دانه ای (GAC) که به فیلتر کربن شنی نیز شهرت دارند همان طور که از نامش مشخص است، تصفیه آب را با دانه های کوچک به اندازه شن از جنس کربن انجام می دهد. سطح تماس و برخورد آب با دانه های شنی کربنی کمتر از نوع پودری آن می باشد و به همین خاطر راندمان کمتری دارد. فیلتر کربن اکتیو پودری یا PAC بیشترین سطح تماس با قطرات آب را داشته و توانایی جذب مواد آلی و رفع رنگ و بو و طعم آب در آن بیشتر از سایر نمونه ها می باشد. فیلترهای کربنی بلاک با توجه به بزرگ بودن اندازه و ابعاد کربن قدرت جذب کمتری داشته اما در حذف مواد معلق موجود در آب می تواند بهتر از دو مورد قبل عمل کند. در حالت کلی اغلب از نوع GAC و PAC در دستگاه های تصفیه آب استفاده میشود.

موارد استفاده از فیلتر کربنی

برخی از ناخالصی‌های موجود در آب با استفاده از فیلتر کربن از بین می‌روند. از جمله این ناخالصی‌ها را می‌توان کلر، طعم و بوی نامطبوع، رنگ و برخی مواد شیمیایی نام برد. جایگاه این فیلتر کربن در صنعت در محفظه‌ای درون یک ستون فلزی می‌باشد و همچنین در تصفیه‌خانه‌های خانگی درون یک محفظه‌ی هوزینگ قرار می‌گیرد. دو نوع فیلتر کربن در تصفیه‌خانه‌های خانگی وجود دارد فیلتر کربن پودری و فیلتر کربن فشرده که نوع فشرده‌ی آن همان پودری است که به‌وسیله چسب فشرده شده است. این فیلتر در روش اسمز معکوس قبل از فیلتر ممبران قرار می‌گیرد و آب ابتدا از فیلتر کربنی عبور می‌کند و در نهایت به ممبران می‌رسد. وجود فیلتر کربنی به طول عمر ممبران کمک بسزایی می‌کند. این فیلترها را از جنس استیل و فلز و FRP تولید می‌کنند.

فیلتر کربن برای جذب چه چیزهایی خوب است؟

جذب ترکیبات آلی فرار: فیلترهای هوای کربنی در فیلتراسیون ترکیبات آلی فرار از هوا بسیار موثرند. بسیاری از دیگر انواع فیلترهای هوا مانند HEPA نمی توانند این ترکیبات آلی گازی را جذب کنند. برخی از گازهای موجود در دود سیگار یا گازهایی که در اثر خشک کردن رنگ یا محصولات تمیز کننده خارج می شوند، می توانند توسط فیلتر کربن از هوا خارج شوند. بنزن، تولوئن، زایلن و برخی از ترکیبات کلر از جمله ترکیباتی هستند که می توانند توسط فیلترهای کربن جذب شوند.

بوها: دستگاه های تصفیه مکانیکی هوا که فقط می توانند ذرات را فیلتر کنند نمی توانند بوی نامطبوع را از بین ببرند. بنابراین افراد اغلب از فیلترهای کربنی برای از بین بردن بوها استفاده می کنند، البته فیلترهای کربنی نیز نمی توانند همه بو ها را جذب کنند.

کاربرد فیلتر کربن در تصفیه آب

از فیلتر کربن غالبا برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. این مواد می توانند به طور موثری مواد شیمیایی آلی سنتزی، کلرین، ترکیباتی که بر بو و مزه تاثیر می گذارند، و ترکیبات آلی طبیعی را به خود جذب کنند. با این حال، دیگر ترکیبات شیمیایی، مانند آهن و نیترات، جذب کربن نمی شوند و بنابراین با این فیلتر از آب حذف نمی شوند. برای حذف این مواد باید از فیلترهای دیگر مانند اسمز معکوس و یا شن سبز استفاده کنند.