Hydrolab – Filtrering med aktivt kul i sengen

Hydrolab – Filtrering med aktivt kul i sengen

Funktion

Hovedopgaven for aktivt kul i vandrensning er at fjerne klor, dets derivater, organiske forbindelser og stoffer, der er ansvarlige for den dårlige smag, farve og lugt af vand [1].

Udskiftning

Den store overflade og høje porøsitet af aktivt kul samt det materiale, der holdes tilbage på det, skaber et gunstigt sted for udvikling af mikroorganismer. Aflejringer af aktivt kul skal udskiftes regelmæssigt for at minimere ophobning af bakterier.

Anvendelse

Type af ansøgning	År for introduktion
Deklorering,	fra 1930
Fjernelse af smag og lugt	fra 1955
Fjernelse af organiske urenheder	fra 1970

adsorption

På grund af det høje forhold mellem overflade og vægt er aktivt kul et af de hyppigst valgte adsorbenter inden for vandbehandlingsteknologi. Jo større overfladen er, desto større er adsorptionskapaciteten, dvs. at sorbenten (aktivt kul) kan adsorbere flere forurenende stoffer. Porøsiteten er også vigtig, da den er kendetegnet ved porernes størrelse. Jo større overflade, jo mindre porer. For små porestørrelser kan hæmme adsorptionen [1].

let adsorberet	næsten ikke adsorberet
Aromatiske opløsningsmidler (benzen, toluen, nitrobenzener osv.)	Alkoholer
Fenol og klorfenol	Sukker og stivelse
Klorerede aromater	Ketoner, syrer og aldehyder med lav molekylvægt
Polycykliske aromatiske kulbrinter	Forbindelser med høj molekylvægt eller kolloider
Pesticider og herbicider	Alifatiske forbindelser med lav molekylvægt
Kulbrinter med høj molekylvægt (farvestoffer, aminer, benzin)

Modtagelighed for adsorption afhænger primært af: – adsorbatets opløselighed (jo lavere opløselighed, jo bedre adsorption) – adsorbatets partikelstørrelse (adsorberede partikler er dem, der er mindre i størrelse end adsorbentets porediameter) [2] Forurenende stoffer, der forekommer i vand, er karakteriseret ved adsorptionsenergi (E). Det er forskellen mellem adsorbatets affinitetsenergi med adsorbentets overflade (E1) og summen af vandets affinitetsenergi med adsorbentets overflade (E2) og energien i adsorbatets affinitet med vand (E3). [1]

E= E1-(E2+E3)

Aktivt kul er, udover at være et godt adsorbent, også relativt billigt. Det fremstilles bl.a. af materialer som træ, tørv, nøddeskaller og frugtsten. Udgangsmaterialet udsættes for karbonisering for at opnå koks, som i næste fase behandles med damp for at øge porevolumen. Reaktionerne udføres ved en temperatur på 900-1100 °C, og porestrukturen afhænger af den anvendte dampmængde og temperaturen. For at bestemme sorptionskapaciteten skal vi overveje den specifikke overflade og strukturen af adsorbentporerne.

Adsorbenter	Specifik overflade[m2/g]
Aktivt kulstof	500-1500
MnO2	100-300
Aktivt silica	250
Al2O3	200-300

Koncepter:

Adsorption i forbindelse med vandbehandlingsprocesser er binding af opløste stoffer på overfladen af et fast stof.
En sorbent er en ting, der absorberer stoffer.
Adsorbat er et stof, der adsorberer.