El tratamiento de agua con carbón activado es un proceso de adsorción en el que las impurezas quedan atrapadas en la superficie de las partículas de carbón mediante adsorción.
Las partículas de carbón activado tienen una microestructura porosa con una superficie muy grande.
La eficiencia de la adsorción depende de parámetros como el tamaño molecular, el tamaño de los poros, el área de superficie, la concentración de partículas, la temperatura y el tiempo de contacto.
Proceso de adsorción
La adsorción es el fenómeno de la acumulación de moléculas o partículas sobre una superficie sólida. Un "adsorbente" puede ser cualquier material sólido con sitios de unión a los que pueda unirse el adsorbato.
El adsorbente comercial más utilizado en el tratamiento del agua es el carbón activado.
Aplicaciones del carbón activado en el tratamiento de agua
La filtración con carbón activado se utiliza para:
Eliminación de sabor y olor del agua.
Reducir los riesgos para la salud.
Prevención de daños a membranas de ósmosis inversa y resinas de intercambio iónico.
Tratamiento terciario de aguas residuales.
Pretratamiento de aguas industriales, y más.
Diferentes tipos de carbón activado pueden eliminar diferentes tipos de contaminantes:
Residuos de cloro de procesos de desinfección-cloro o cloraminas y algunos subproductos de desinfección (DBP), como los trihalometanos (THM). Compuestos orgánicos, incluidos disolventes, pesticidas y residuos industriales.
Algunos metales pesados, como el plomo y...
Sin embargo, los filtros de carbón activado no pueden eliminar bacterias, virus y sales minerales.
¿Qué tiene de especial el carbón activado?
El carbón activado es carbón que ha sido procesado para aumentar su superficie a aproximadamente 1000 m²/g.
Su estructura da como resultado una gran cantidad de pequeños poros entre los átomos de carbono, lo que da como resultado una superficie muy grande.
¡Unos pocos gramos (aproximadamente 5 gramos) de carbón activado tienen una superficie equivalente a la de un campo de fútbol!
El carbón activado es hidrófobo y tiene una gran afinidad por los compuestos orgánicos y los contaminantes no-polares. La adsorción es impulsada principalmente por fuerzas de van der Waals.
Materias primas de carbón activado
El carbón activado viene en muchos tipos, cada uno con sus propiedades específicas. Está elaborado a partir de una variedad de materias primas con alto contenido de -carbono-, como:
Carbono mineral
Madera
cáscaras de coco
Bambú
El carbón activado debe tener una gran cantidad de microporos, distribuidos adecuadamente, para adsorber moléculas de diferentes tamaños.
Además, debe contener poros más grandes para facilitar la entrada de moléculas en los poros más pequeños.
Por lo tanto, el proceso de producción debe controlarse para cumplir con los requisitos específicos de distribución del tamaño de poro.
Formas de carbón activado
Para el tratamiento del agua,carbón activadoviene en dos formas principales:
Carbón activado en polvo (PAC): un material triturado y molido en el que la mayoría de las partículas tienen un diámetro inferior a 0,18 mm (malla 80).
Carbón activado granular (GAC): forma irregular, típicamente con diámetros entre 0,2 y 1,5 mm.
El proceso de tratamiento de agua implica agregar PAC al agua o hacer pasar agua a través de un lecho de GAC.
El PAC se utiliza en plantas de tratamiento de agua para controlar el sabor y el olor y/o eliminar la materia orgánica.
Se utiliza en forma de polvo seco o suspensión.
Polvo seco: dosificado mediante equipo de alimentación de polvo seco para dosificar materiales secos. Es adecuado para dosificaciones bajas y poco frecuentes.
Lodo: dosificado mediante una bomba dosificadora. Este método se utiliza cuando las adiciones de PAC son frecuentes y se requieren dosis altas.
El GAC se utiliza principalmente como filtro post-filtración, después de procesos de filtración convencionales o dentro de filtros de medios granulares donde una parte del lecho filtrante se reemplaza por GAC.
En una configuración de post-filtración, el filtro GAC recibe agua de alta-calidad porque ya ha pasado por todo el proceso de tratamiento.