Aktivní uhlí je účinný prostředek na čištění vody používaný v široké škále instalací. Aktivní uhlí, které má široký povrch s optimálním poměrem mezo- a mikropórů, úspěšně odstraňuje nepříjemné pachy, chlór, pesticidy a další látky.
Uhlí se používá v úpravnách vod k odstranění škodlivých nečistot z vody a zlepšení jejích organoleptických vlastností, je účinné při čištění odpadních vod a používá se k úpravě vody v průmyslových a potravinářských podnicích.
Jednoduché aktivní uhlí se obvykle vyrábí ze stromů různých druhů (smrk, borovice, bříza nebo dub). Takové uhlí se vyznačuje vynikajícími sorpčními parametry a úspěšně se používá při čištění vod, ve farmaceutickém průmyslu a pro další účely. Kokosové dřevěné uhlí je ale ještě účinnější díky svým jedinečným vlastnostem, které je také bezpečnější a šetrnější k životnímu prostředí.
Vylepšené sorpční vlastnosti kokosového uhlíku díky jeho struktuře poskytují optimálnější čištění vody ve srovnání s konvenčním aktivním uhlím na dřevěném uhlí. To je zajištěno tím, že uhlí z kokosových skořápek má větší celkovou plochu filtračních pórů.
1.2 Technologie výroby
Kokosové uhlí se získává ze skořápek kokosových ořechů. Výroba probíhá různými technologiemi, z nichž nejoblíbenější je pyrolýza – kdy se skořápky vypalují v pecích na dřevěné uhlí speciální konstrukce při zablokování přístupu vzduchu, s teplotami až 1000°C.
Izolace od vzduchu je nezbytná, protože přítomnost kyslíku vede ke zničení skořápky. Abyste získali vysoce kvalitní sorbent, musíte použít přírodní, loupané a zcela suché kokosové skořápky.
Dalším stupněm po tepelném zpracování suroviny je mletí na speciálních zařízeních, kde vzniká uhlí různých frakcí. Výsledkem použití této metody je získání jemně porézního sorbentu, šetrného k životnímu prostředí a čistého, který při spalování neuvolňuje toxické plyny, což umožňuje jeho bezpečné použití v různých průmyslových oblastech.
Aktivní kokosové uhlí se efektivně používá pro extrakci a separaci různých prvků, stejně jako pro čištění vody v různých průmyslových odvětvích, včetně chemického, farmaceutického a potravinářského průmyslu. Používá se jako palivo při vaření, a protože je bez zápachu, nemá negativní dopad na chuť jídla. Úspěšně se používá při čištění alkoholických nápojů z fuselových olejů.
Pro čištění vody se kokosové uhlí úspěšně používá při výrobě patron do džbánových filtrů, průtočných systémů a také v zařízeních pro reverzní osmózu.
Během úpravy vody kokosové uhlí účinně zvládá následující úkoly:
- snížení koncentrace chlóru a sloučenin na něm založených, což zabraňuje poškození membrány v systémech reverzní osmózy;
- odstranění vysokého obsahu organických látek;
- zlepšení chuti vody opouštějící systém;
- odstranění cizích pachů.
Uhlí vyrobené ze skořápek kokosových ořechů tak přispívá k vysoké úrovni čištění vody sorpční metodou.
2.1 Popis
Při interakci s vodou dochází na povrchu uhlí k oxidační reakci, v jejímž důsledku je z vody eliminován rozpuštěný chlor ve volném stavu a také nepříjemné pachy a chutě, přičemž dochází k sorbci organických sloučenin. Vrstva filtračního lože účinně zachycuje nerozpustné nečistoty, které pak v režimu zpětného proudění vody padají do drenážní vrstvy.
Aktivní uhlí pro úpravu vody je na trhu dostupné ve formě granulí nebo lisovaného materiálu. Filtry je výhodnější plnit granulovaným uhlíkem, hojně se používají i výměnné patrony.
Během provozu se ve filtru hromadí toxické látky, které postupně snižují účinnost čištění. Příznaky mohou zahrnovat změny barvy, chuti nebo vůně vody. V současné době má granulované kokosové uhlí používané pro zásyp vysokou rychlost regenerace – schopnost regenerace. K tomu se omyje zpětným proudem čisté vody, která odplaví nečistoty, které se v ní nahromadily. Postupem času se ale množství znečištění zvyšuje a toto opatření přestává pomáhat. V této situaci je nutné vyměnit kokosové uhlí ve filtru.
Rozsah 2.2
Filtry s aktivním kokosovým uhlím se efektivně používají k čištění vody v průmyslových podnicích, včetně výroby pitné vody. Vynikající také pro instalaci do zařízení na úpravu vody na chatách a soukromých domech.
3. Které uhlí je lepší koupit: bříza nebo kokos. Srovnání vlastností.
Aktivní uhlí ze dřeva a skořápek kokosových ořechů lze porovnávat podle následujících charakteristik: pórovitost, obsah popela, tvrdost, hustota, frakce, rychlost absorpce a sorpční kapacita.
Pórovitost je jedním z nejdůležitějších parametrů, které určují filtrační vlastnosti uhlí. Struktura pórů aktivního uhlí je charakterizována výchozím materiálem použitým k jeho výrobě. Největší podíl mikropórů má uhlí vyrobené ze skořápek kokosových ořechů (průměr do 2 nm), naopak uhlí z březového dřeva má největší podíl makropórů (průměr více než 50 nm). Čím menší jsou póry, tím větší počet malých molekul mohou zadržet, a proto bude čištění vody lepší.
Povrch pórů je určen parametrem – jodovým číslem, který charakterizuje sorpční kapacitu aktivního uhlí. Jodové číslo je ukazatelem hmotnosti jódu, kterou může jednotka hmotnosti uhlí adsorbovat (mg/g). Číselná hodnota tohoto parametru koreluje se specifickou plochou povrchu pórů. Čím vyšší je jodové číslo, tím vyšší je stupeň aktivace.
Tvrdost je měřítkem schopnosti uhlí odolávat otěru. Tato kvalita je velmi důležitá, protože určuje integritu uhlí během procesu zpětného proplachu, jakož i při vystavení třecím silám a dalším fyzikálním faktorům. Tvrdost kokosového uhlí je vyšší než u dřevěného uhlí.
Frakcionalita je důležitý parametr, který určuje rychlost adsorpce. Čím menší je granule aktivního uhlí, tím snazší je přístup k jeho povrchu a tím vyšší je adsorpční rychlost.
Tabulka 1 – Srovnání vlastností březového a kokosového dřevěného uhlí
Toto plnivo se používá ve filtračních systémech pro domácí a komerční účely. S jeho pomocí se odstraní nepříjemné chutě a pachy a zůstanou zachovány oku neviditelné chemické sloučeniny. Podrobná studie technologie vám umožní používat aktivní uhlí k čištění vody optimálním způsobem.
Provozní zásady
Příznivý účinek v tomto případě zajišťuje absorpce. V užším smyslu tento proces znamená absorpci nečistot přítomných v kapalině porézní látkou. Je založen na vlastnosti zvýšení obsahu rozpuštěných sloučenin v blízkosti pevného povrchu.
Tato reakce je způsobena především interakcemi fyzikální povahy. Jeho hodnota se posuzuje v množství kontrolní látky (rozpuštěných sloučenin) k celkovému počtu molekul na odpovídajícím rozhraní mezi dvěma fázemi.
Pro posouzení účinnosti filtru se používá jódový index. Udává se v mg na g. Udává přesně, kolik jódu aktivní uhlí dokáže absorbovat. Toto číslo nepřímo charakterizuje pracovní oblast adsorbentu.
Výroba a technické vlastnosti kokosového aktivního uhlí
Čím více pórů, tím efektivnější čištění. Pro praktické využití kokosového aktivního uhlí má navíc tyto parametry:
- přiměřené náklady na suroviny a výrobní technologii;
- ekologická čistota;
- dostatečnou pevnost, aby nedocházelo k sekundární kontaminaci kapaliny mechanickými nečistotami.
S ohledem na uvedené požadavky se často používá dřevo. Po nabití přejdou k aktivaci. Tento proces zahrnuje otevření pórů. Pro získání požadované struktury se teplota zvýší. Pro urychlení se přidávají chemická činidla. Používá se úprava plyny zahřátými na +820°C a výše. Přesným výběrem parametrů spalovacího režimu u nejlepších vzorků se pracovní plocha zvětší o 1 g na 2 tisíce metrů čtverečních. a více.
Jako suroviny se také používají kokosové skořápky, uhlí, ropný koks a další přírodní/umělé materiály. Někteří výrobci vyrábějí speciální „uhlíkové bloky“. Takové produkty jsou vytvořeny z polymerů a kokosového aktivního uhlí slinutého do jediného celku. Kromě dobrých absorpčních vlastností se vyznačují vysokou pevností.
Pro výběr vhodného kokosového aktivního uhlí pro čištění vody doporučují specializovaní odborníci vyhodnotit pracovní plochu spolu s indexem jódu. Hodnota sypné hmotnosti vám pomůže zjistit, kolik gramů účinné látky je umístěno v určitém objemu. Vysoká tvrdost (více než 92 %) je užitečná pro udržení integrity filtračního materiálu při průchodu proudem kapaliny s normálním tlakem.
Výrobci zajišťují minimální vlhkost takových zásypů. V případě potřeby se pro zachování původních parametrů při přepravě a při dlouhodobém skladování používají polypropylenové sáčky. Neutrální hodnota pH (úroveň v rozmezí 5-8 pH) a absence škodlivých nečistot umožňuje zakoupit kokosové aktivní uhlí pro vysoce kvalitní čištění vody.
V následující tabulce jsou uvedeny parametry aktivního uhlí, které na moderním trhu nabízejí domácí i zahraniční výrobci:
Kokosové skořápky/vysoká účinnost
Černé uhlí/střední aktivita
Kokosová skořápka s přísadami stříbra/vysoká aktivita
Největší póry (40-60 nm nebo více) mají výrobky z přírodního dřeva! Jsou vhodné pro zadržování organických sloučenin. Vysoká úroveň čištění vody od dusitanů a dusičnanů je zajištěna použitím kokosových skořápek (póry menší než 2-5 nm). Granule vyrobené z uhlí se liší průměrným výkonem.
Dostatečná pevnost nejen prodlužuje životnost díky odolnosti proti oděru. Takové granule netvoří drobné mechanické nečistoty, které bude nutné dodatečně odstraňovat. Některé značky zásypů lze aktivovat vícekrát pomocí průmyslových technologií, pokud jsou póry výrazně ucpané.
Je třeba si uvědomit, že kokosové aktivní uhlí nasycené vlhkostí dobře absorbuje kyslík. Ve významných objemech může zhoršit složení vnitřního vzduchu pod přijatelné hygienické normy. Pro eliminaci situací nebezpečných pro zdraví se doporučuje zakoupit uzavřené nádoby pro provádění kontrolních operací. Taková doporučení jsou vhodná pro průmyslové měřítko! V domácích instalacích se používá relativně malé množství takového zásypu.
Je výhodné používat kokosové aktivní uhlí k čištění vody doma. Je to levné, takže i při vytváření silné vrstvy zásypu nebudou náklady nadměrné. Nízká hmotnost usnadňuje pohyb a další pracovní úkony. Vytvořené filtrační prostředí má univerzální vlastnosti. Je vhodný pro zadržování relativně velkých suspenzí a jiných mechanických nečistot, rozpuštěných sloučenin a organických látek.
Výhody a nevýhody aktivního uhlí
Kvalitní granule, při dodržení provozního řádu, si mohou zachovat funkčnost až 12-18 měsíců. V praxi však skutečná koncentrace kontaminantů spolu s výkonem instalace má významný vliv na životnost.
Následující seznam zdůrazňuje stávající nedostatky:
- pro udržení normální účinnosti je nutné nepřekročit přípustnou úroveň tlaku (ne více než 6-8 atm);
- vysoce kvalitní zpracování se provádí při zachování určitého průtoku tekutiny;
- tento zásyp je vhodný pro přípravu studené vody;
- není vhodný k ochraně proti bakteriím a jiným nebezpečným mikroorganismům.
Samostatně je třeba poznamenat nutnost pravidelného zpětného proplachování pro uvolnění vrstvy a odstranění nahromaděných mechanických nečistot. Aby nedošlo k ručnímu provádění postupu, používá se speciální automatizace. Takové zařízení zvyšuje náklady na aktivní uhlí a filtry založené na tomto zásypu. Při použití jednorázových bloků se zvyšují provozní náklady.
Aplikace v různých filtračních systémech
Aktivní uhlí se často používá ve formě kazet pro čištění vody doma. Tyto filtry jsou vyráběny v různých modifikacích pro zvýšení účinnosti čištění. Pro předběžné a následné zadržení mechanických nečistot jsou vytvořeny vícevrstvé struktury s objemovými filtry. Přísady stříbra se používají pro antiseptické ošetření. Speciální vložky směrují tok po složité dráze, aby se prodloužila doba pracovního cyklu.
Pokud je úroveň znečištění nízká, stačí si koupit filtr pro soukromý dům s vestavěným držákem pro upevnění kazety. Funkčnost univerzálních výrobků nezávisí na tlaku v potrubí. Atraktivní vzhled moderních modelů filtrů znamená, že je lze umístit na viditelné místo. Filtr s aktivním uhlím pro čištění vody lze bez zbytečných potíží přemístit do venkovského domu a zpět do městského bytu a vzít s sebou na piknik.
Používají se také trysky s univerzálním upevněním pro různé kohoutky. Některé úpravy lze přejít na úpravu a přímý průchod vody. Toto řešení prodlužuje životnost kazet. Hlavní nevýhodou je zmenšení volného prostoru nad dřezem.
Aby se odstranila uvedená nevýhoda a nebyly kladeny zbytečné nároky na estetiku, používají se průtočné instalace. Typickým provedením je baňka s víčkem. Horní část je doplněna závitovými vložkami pro připojení k potrubí. Do spodní se vkládá výměnná kartuše s plnivem aktivního uhlí. Při označování upevňovacích prvků ponechte dole dostatek místa, abyste nekomplikovali instalaci nové jednotky.
Nejlepší úroveň čištění a dezinfekce pitné vody zajišťují zásypové filtrační jednotky. V této možnosti se používají předběžné výpočty podle výše uvedeného schématu. Získané hodnoty slouží k výběru vhodného kontejneru, vytvoření optimální vrstvy, úpravě provozních režimů a provádění kontrolních operací.
Pro takovou sadu zařízení je nádrž vybrána z materiálu, který je odolný vůči destruktivním korozním procesům. Nainstalujte tlakoměry pro kontrolu tlaku na vstupu a výstupu. Na základě rozdílu v naměřených hodnotách lze posoudit úroveň znečištění filtru bez demontáže.
Aby nedošlo k ručnímu mytí zásypu, je na hrdle instalován standardní automatický systém s řídicí elektronikou a sadou elektromagnetických ventilů. Využívají spouštění plánovaných operací na čas, pomocí časovače. Přesnějším způsobem je měření množství upravené vody pomocí specializovaného měřiče.
Dodržení následujících pravidel prodlouží výkon filtru s aktivním uhlím pro čištění vody:
- vstupní tlak je udržován na úrovni doporučené výrobcem;
- druhy sorbentů uvedené v publikaci se používají výhradně v systémech zásobování studenou vodou;
- neumisťujte filtrační systémy doma blízko horkovzdušných pistolí, radiátorů nebo jiných topných zařízení;
- Během provozu pravidelně proplachují a udržují dobrý funkční stav odtoku a dalších komponentů.
Řešení jednotlivých praktických problémů
Pokud v polních podmínkách neexistuje žádný tovární produkt, můžete si vyrobit domácí design na základě výše uvedených zásad. K tomu je vhodný následující algoritmus:
- Odřízněte dno standardní plastové láhve. Je lepší použít nádobu s velkou kapacitou (>1,5 l).
- Ve víku je vytvořen otvor pro odvodnění. Pro zjednodušení použití je k němu připevněna ohebná trubice a spojení je utěsněno pomocí improvizovaných prostředků.
- Dřevěné uhlí se zahřívá na otevřeném plameni pomocí plátu cínu. Po rozdrcení se jemný prach odstraní mytím.
- Nádoba se převrátí otevřenou částí nahoru a zajistí se v této poloze.
- Postupně je vytvořeno několik vrstev z následujících materiálů: čistá tkanina, vypraný říční písek, kokosové aktivní uhlí.
- Provoz začněte naléváním vody po malých dávkách shora.
K vybavení obytné nemovitosti se používají domácí a tovární výrobky. Ve druhé možnosti obdrží majitel optimální technické vlastnosti a oficiální záruky. Při použití v kombinaci nezapomeňte zkontrolovat vzájemný vliv částí filtračního systému.
