كيف يعمل فلتر الكربون النشط؟

الكربون مادة يمكن أن يكون لها مساحات سطح كبيرة بسبب تركيبها. يمكن أن تبلغ مساحة سطح 1 جرام من الكربون حوالي 500 إلى 1000 م2. وبفضل هذه الميزة، تزداد مساحة التلامس مع الماء وتسمح بتصفية الماء بسعة عالية بأحجام صغيرة. وفي بعض الحالات

يتفاعل الكربون مع الكلور الحر في الماء الذي يمر عبره، وينتج الكلوريد ويترك بعض الأحماض العضوية على سطح الكربون. يتم فصل هذه المركبات التي ترتبط بالكربون من الماء ويتم توفير مياه خالية من الكلور من مخرج المرشح.

لا يمكن إعادة تجديد مرشحات الكربون النشطة كما هو الحال في أنظمة التليين، ولكن يجب غسلها في فترات معينة، كما هو الحال في المرشحات الرملية. وبهذه الطريقة، يتم التخلص من كل من المواد الصلبة المتراكمة على السطح ويتم خلط السطح المشبع، مما يسمح للأسطح التي لم تتلامس مع الماء بعد بالتعرض للماء. يستمر ذلك حتى يتشبع الكربون الموجود في الفلتر بالكامل. تختلف هذه الفترة وفقًا لخصائص الاستخدام، ولكنها تتراوح بين 12-18 شهرًا للمرشحات المستخدمة لإزالة الكلور. يجب تغيير فلاتر الكربون المنشط المستخدمة لإزالة الكلور والزيوت النباتية كل 6-12 شهرًا.

يتم فصل الكلور والمكونات المؤكسدة الأخرى عن الماء بواسطة تفاعل أكسدة/اختزال. يؤكسد الكلور الكربون في مرحلة الاختزال ويكوِّن حمض الهيدروكلوريك كما هو موضح في المعادلة أعلاه.

C*: الكربون المؤكسد

يحدث التفاعل أعلاه بشكل فوري في المرشح ونتيجة للتفاعل، ينخفض الكلور الحر إلى 0.05 جزء في المليون. وتكون كمية الكلور المتبقية عند هذه القيمة كافية لأغشية التناضح العكسي.

ظروف تشغيل مرشح الكربون

على الرغم من أن متطلبات مدخل الماء لمرشحات الكربون المنشط تختلف وفقًا للتصميم، إلا أن الشروط التالية مطلوبة في المرشحات القياسية

• العكارة < 5 NTU
• كلور حر < 10 جزء في المليون
• TOC < 5 جزء في المليون

استخدام مرشحات الكربون المنشط في أنظمة التناضح العكسي

تُستخدم مرشحات الكربون المنشط أيضًا كمكونات معالجة مسبقة في أنظمة التناضح العكسي جنبًا إلى جنب مع المرشحات الأخرى. ونظراً لأن محتوى الكلور الحر في الماء ضار جداً بأغشية التناضح العكسي، يجب الاحتفاظ بهذا الكلور في مدخل التناضح العكسي من أجل حماية الأغشية. تحتفظ فلاتر الكربون المنشط بهذا الكلور وتضمن تزويد نظام التناضح العكسي بالمياه الخالية من الكلور.

مرشحات الكربون غير مصممة للاحتفاظ بالمواد الصلبة العالقة والبكتيريا. لهذا السبب، عند استخدامها في مدخل التناضح، يجب إضافة مرشح رمل متعدد الوسائط للمواد الصلبة العالقة والبكتيريا. وبالإضافة إلى ذلك، لا يمكن لمرشحات الكربون الاحتفاظ بالبكتيريا وتوفر بيئة جيدة جدًا من حيث المغذيات لتكاثر البكتيريا. يمكن أن تصل البكتيريا المتكونة في أنظمة مرشحات الكربون دون وجود مرشح رملي أمامها بسهولة إلى نظام التناضح العكسي وتسبب التلوث هناك. لهذا السبب، في العمليات الحساسة، يجب تعقيم مرشحات الكربون المنشط بشكل دوري بالماء الساخن أو البخار.