برای افزایش کارایی و بهرهوری کربن فعال بعد از مدتهای متوالی استفاده، به علت انباشتن آلایندهها بر روی سطح آن، باید از روش های احیای کربن فعال استفاده کرد. برای احیای مجدد، روشهای گوناگونی بسته به نوع کربن و میزان آلودگیهای متراکم شده بر روی سطح آن وجود دارد. هر یک از این روشها دارای مزایا و معایب خاصی میباشند. در ادامه مقاله به بررسی این روشها و نتایج هریک به طور مفصل میپردازیم.
کربن فعال یا زغال اکتیو همانطور که در مقالات قبلی توضیح آن رفت، به عنوان یکی از ابزارهای اصلی در فرآیندهای زلالسازی آب مصرفی در صنایع و کارخانجات به کار میرود. با گذشت زمان، کربن فعال موجود در فیلترهای کربن، به دلیل اشباع شدن شیارها و کاهش عملکرد، قدرت جذب خود را از دست میدهد و قادر به حذف کامل بو و رنگ و مواد آلی از آب نیستند و کربن به مرحله مصرف شده یا به اصطلاح “Spent” می رسه.
احیای کربن فعال و بازیافت آن از جمله اقدامات حیاتی در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب است که کارایی تجهیزاتی مانند فیلترهای کربنی را بهبود میبخشد. دو اصطلاح مرتبط با بازیافت کربن فعال وجود دارد:
یکی “احیا” و دیگری “فعالسازی مجدد زغال فعال”.
احیا به معنای حذف آلایندهها از کربن بدون تجزیه آنهاست در حالی که فعالسازی مجدد، در دماهای بسیار بالاست و در آن مواد آلاینده تجزیه شده و کربن دوباره فعال میشود.
راهحلهایی که برای استفاده از کربن فعال میتوان به کاربرد عبارتاند از:
- احیای در محل (on-site)
- فعالسازی مجدد خارج از محل (off-site)
- دور ریختن
احیای کربن فعال حرارتی
روش احیای کربن فعال حرارتی کامل یکی از روشهای فیزیکی برای بازیابی ظرفیت جذب کربن فعال است. در این روش، کربن فعال که پس از مدتی استفاده به دلیل اشباع شدن شیارها و جذب آلایندهها، قدرت جذب خود را از دست داده است، با دمای بیش از 800 درجه سانتیگراد با گازهای بی اثر مورد حرارت قرار می گیرد. فرایند احیای کربن فعال حرارتی کامل به شرح زیر است:
- حرارت دادن: کربن فعال به صورت گامبهگام تحت تأثیر حرارت قرار میگیرد. در این روش، آلایندهها و مواد جذب شده توسط کربن فعال به طور کامل تجزیه شده و از سطح کربن جدا میشوند.
- خنک کردن: پس از تمام شدن فرایند حرارت دادن، کربن فعال به آرامی خنک شده و به دمای معمولی باز میگردد. این فرایند برای جلوگیری از احتمال تغییر شکل یا خرابی کربن فعال در اثر حرارت است.
- آزمایش و استفاده مجدد: در نهایت کربن فعال بازسازی شده مورد آزمایشهای کنترلی قرار میگیرد تا اطمینان حاصل شود که ظرفیت جذب آن به حالت اولیه بازگشته است. سپس میتوان از آن در فرآیندهای زلالسازی آب یا تصفیه هوا مجدداً استفاده کرد.
مزایا و معایب احیای کربن اکتیو با حرارت
مزایا و معایب احیای کربن فعال به روش حرارتی عبارتند از:
مزایا:
استفاده از حرارت بالا (بیش از 800 درجه سانتیگراد) برای احیای کربن فعال میتواند اقتصادی باشد، اگر ورودی کربن فعال به کوره حداقل 5 تا 6 تن در طول روز باشد. این روش اقتصادی و موثر است در صورتی که حجم ورودی کربن فعال برای احیا کافی باشد، در غیر این صورت بهتر است از روشهای دیگر استفاده کرد.
معایب:
احیای کربن فعال با استفاده از بخار آب، نمیتواند آلایندههای سطح کربن را به طور کامل حذف کند.
برای افزایش بازدهی کربن در تصفیه آب و فاضلاب، نیاز است که کربن فعال به صورت مکرر با این روش احیا شود که میتواند باعث از بین رفتن حجم زیادی از کربن شود.
احیای کربن فعال شیمیایی
یکی از روش های احیای کربن فعال که پرکاربرد نیز میباشد، حذف مواد انباشته در منافذ کربن فعال، شستشوی آنها با استفاده از مواد شیمیایی و حلالهای مختلف است. اتانول، متانول، اسیدهای کربوکسیلیک، استرها و آمینها از جمله مواد شیمیایی هستند که برای این منظور مورد استفاده قرار میگیرند. در این روش، بازیابی تابع دما اهمیت زیادی دارد و کنترل دما باید با دقت انجام شود.
روش احیای کربن فعال به روش شیمیایی به صورت زیر است:
- اسیدی کردن: در این روش، ابتدا کربن فعال با استفاده از محلولهای اسیدی به طور مستقیم تماس داده میشود. این اسیدها با آلایندههای جذب شده بر روی سطح کربن فعال واکنش میدهند و آلایندهها را از کربن جدا میکنند.
- آبکاری: پس از مرحله اول، کربن فعال آبکاری میشود تا اسید باقیمانده و هرگونه آلاینده دیگری که ممکن است در سطح کربن باقی مانده باشد، از بین برود.
- شستشو: سپس، کربن فعال با آب به دقت شستشو داده میشود تا هرگونه اسید باقیمانده و مواد آلی دیگری که ممکن است در محلول حل شده باشند، حذف شوند.
برای خرید و استعلام قیمت کربن فعال میتوانید با کارشناسان سامر شیمی تماس بگیرید.
02191031515
مزایا و معایب احیا کربن با مواد شیمیایی
استفاده از روش شیمیایی برای احیای کربن فعال، همراه با مزایا و معایب خاصی است:
مزایا:
- حذف کامل مواد آلاینده و افزایش بازدهی دستگاه، به عنوان یکی از مزایای اصلی این روش برجسته میشود. این امر بهبود قابل توجهی در کارایی دستگاه احیا کربن فعال را ایجاد میکند.
- در مقایسه با نقطه ضعف روشهای حرارتی، یعنی از بین رفتن کربن در طول روند بازیافت کربن اکتیو، حلالهای مورد استفاده در روش شیمیایی این طور عمل نمیکنند که این امر از، از دست رفتن حجم مواد مهم و گرانقیمت جلوگیری میکند.
معایب:
یکی از نقاط ضعف این روش، هزینه بالای مواد شیمیایی و حلالهاست، به ویژه در شرایطی که میزان مصرف کربن برای فرایندهای تصفیه آب یا فاضلاب بسیار بالا باشد. این مسئله توجیه اقتصادی استفاده از این روش را دشوار میکند.
احیا کربن با روش های بیولوژیکی
از دیگر روشهای احیای کربن فعال، میتوان به استفاده از فعالیتهای بیولوژیکی اشاره نمود. در این روش، بیورآکتورها با حجم بالایی از میکروارگانیسمها و لجن فعال مورد استفاده قرار میگیرند و کربن فعال پس از ورود به محفظههای توری شکل، تحت تأثیر فعالیتهای بیولوژیکی قرار میگیرد. پس از گذشت زمان، مواد آلی و غیرآلی موجود در منافذ کربن توسط میکروارگانیسمها متابولیزه شده و سطح کربن پاکسازی میشود.
مزایا و معایب روش بیولوژیکی احیا کربن
روش بیولوژیکی احیای کربن فعال دارای مزایا و معایب زیر میباشد:
- از مهمترین مزایای این روش، راندمان بالای آن و درصد بسیار کم کربن است که در طی فرایند احیا از بین میرود.
- یکی از عیبهای این روش نیز زمانبر بودن حذف آلایندههای سطح کربن فعال توسط میکروارگانیسمها میباشد.
- نقطه ضعف دیگر آن نیز این است که برای محیطهای بزرگ و صنعتی و احیای کربن در مقادیر بسیار بالا، توجیه اقتصادی ندارد.
نحوه انتخاب روش احیای کربن فعال
روشهایی که برای احیای کربن فعال توضیح دادیم از روشهای متداول و پرکاربرد برای این منظور میباشد. مهمترین پارامتر برای انتخاب روش مناسب احیای کربن فعال، به شناخت ترکیبات جذب شده توسط سطح کربن و فرایند مورد نظر بر میگردد. در صورت آگاهی از خواص و نحوه عملکرد ترکیبات جذب شده در کربن و ساختار آنها، باید از روش مناسب برای احیای کربن فعال استفاده شود، تا راندمان عملیات بازیابی کربن مناسب باشد.
برای انتخاب هر یک از این روشها لازم است به چند فاکتور توجه شود که عبارتاند از:
- مقدار کربن فعال (در روش احیای فیزیکی با کورهها)
- میزان خوردگی و حذف کربن در هر یک از روشها
- هزینههای اقتصادی راهاندازی واحد احیای کربن اکتیو و خرید مواد شیمیایی
- زمان حذف آلایندهها و بهبود کارایی کربن فعال
به توجه به نقش بسیار مهم کربن فعال در تصفیه آب و تاثیر منفی که آلایندهها بر روی آن دارند انتخاب روش مناسب برای فرایند احیا و بازیافت کربن فعال از اهمیت بالایی برخوردار است.
برآورد هزینه احیای کربن فعال
امروزه با توجه به افزایش روزافزون قیمت ارز و محدودیتهای ایجاد شده در واردات محصولات شیمیایی از جمله کربن فعال، رویکرد بسیاری از واحدهای صنعتی به استفاده از کربن فعال احیا شده میباشد. از آنجا که هزینه احیای کربن اکتیو حدود 5 تا 10 درصد هزینه خرید آن برآورد شده است، احیای کربن فعال صرفهاقتصادی بالایی برای تولیدکنندگان خواهد داشت.
البته با توجه به روشهای متداول گفته شده برای احیای کربن فعال و مزایا و معایب هرکدام از آنها، باید گفت احیای کربن در هر پروژهای باید توجیه اقتصادی داشته باشد. به عنوان مثال، روشهای حرارتی تنها برای بازیابی 5 تا 6 تن کربن فعال در روز دارای توجیه اقتصادی میباشند و در غیر این صورت استفاده از سایر روشهای احیا توصیه میشود؛ و در شرایطی که حجم مخزن و مقدار کربن استفاده شده در داخل آن نیز زیاد نباشد، تعویض بستر کربن فعال بهترین انتخاب است.
جمع بندی
در نهایت باید گفت که روشهای احیای کربن فعال از اهمیت بسیاری در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب برخوردارند. از جمله روشهای مورد استفاده در احیای کربن به روشهای حرارتی، شیمیایی و بیولوژیکی اشاره کردیم. هر یک از این روشها مزایا و معایب خاص خود را دارند که باید با شرایط خاص و نیازهای فرایند موردنظر در نظر گرفته شوند.
روش حرارتی با افزایش دما، مواد آلاینده را از سطح کربن جدا میکند، روش شیمیایی با استفاده از مواد شیمیایی و حلالها مواد آلاینده را از بین میبرد و روش بیولوژیکی با کمک فعالیتهای میکروارگانیسمها و لجن فعال، مواد آلاینده را تجزیه میکند. انتخاب بهترین روش احیای کربن فعال به ویژگیهای مختلف فرایند، هزینهها و محیط زیست بستگی دارد. به طور کلی انجام مطالعات دقیق و انتخاب روش مناسب میتواند به بهبود عملکرد و کارایی فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب کمک کند.
سامر شیمی به عنوان واردکننده انواع مواد شیمیایی در ایران، انواع کربن اکتیو اورجینال را وارد کشور میکند. برای دریافت مشاوره و خرید محصول با ما تماس بگیرید.
