Carvão ativado no tratamento da água: mecanismo e utilização de métodos

O carvão ativado é utilizado no tratamento da água principalmente através deA adsorção física como principal, a redução química como secundáriaSegue-se uma versão condensada do mecanismo de ação e das diretrizes de utilização:

‌I. Principais mecanismos de ação‌

1. ‌Adsorção física (chumbo)‌

   • ‌retenção de porosO carvão ativado tem uma estrutura de poros bem desenvolvida (1g de carvão ativado ≈ 500-1500 m² de área de superfície) e adsorve os poluentes através das forças de van der Waals:
     • ‌macroporoso(>50nm) → interceção de partículas em suspensão
     • ‌buraco do meio(2-50 nm) → captura de pigmentos, moléculas odoríferas (por exemplo, geosmina)
     • ‌microporoso(<2nm) → Tem como alvo pequenas moléculas orgânicas (pesticidas, fenóis)

2. ‌Redução química (auxiliar)‌

   • ‌decloraçãoGrupos funcionais da superfície reduzem o cloro residual (Cl₂/HOCl) a iões cloreto inofensivos:
     ce2HOCl+C->2HCl+CO2\ce2HOCl+C->2HCl+CO2
   • ‌Metais pesados combinadosGrupos contendo oxigénio (-COOH, -OH) adsorvem chumbo, mercúrio, etc. por troca iónica.

‌II. Principais domínios de aplicação‌

• ‌remoção do cloro residualAltamente eficaz na remoção de cloro residual acima de 99%, protegendo o equipamento de precisão (por exemplo, membranas de osmose inversa) e melhorando o sabor da água potável.
• ‌Remoção de matéria orgânicaRedução da CQO 50-80%, adequado para o tratamento em profundidade de águas residuais industriais, purificação de água de piscinas.
• ‌Controlo do odor e da corEliminação de odores a terra e a mofo e de cores acastanhadas (por exemplo, purificadores de água para uso doméstico, recuperação de água para paisagismo).
• ‌interceção de microtoxinasAdsorção de vestígios de contaminantes, como pesticidas e antibióticos, para garantir a segurança da água potável.

‌Em terceiro lugar, a utilização de uma estratégia completa de carvão ativado‌

‌1. seleção científica‌

• ‌Seleção de materiais::
  • ‌carvão de casca de cocoPercentagem de microporosidade >85%, de preferência para a adsorção de água potável/pequenas moléculas.
  • ‌煤质炭Microporos: Mesoporos bem desenvolvidos, adequados para o tratamento de águas residuais industriais.
• ‌Parâmetros de desempenhoValor de iodo >1000mg/g, taxa de adsorção de CTC >70%.

‌2) Orientações operacionais‌

• ‌Casa/piscina::
  • ‌método de enchimentoCarvão granular (GAC) em cartuchos de filtro (10L/tonelada de água), lavados em contracorrente uma vez por mês para evitar o desprendimento de partículas.
  • ‌ciclo de substituiçãoSubstituição de carvão novo todos os anos (a regeneração a alta temperatura requer equipamento especializado).
• ‌construção em grande escala::
  • ‌Conceção do leito filtranteEspessura ≥1m, caudal 8-15m/h (um caudal demasiado rápido reduz a taxa de adsorção).
  • ‌tempo de regeneraçãoRegeneração: A regeneração (ativação por vapor a 850°C) é necessária quando a capacidade de adsorção atinge 20% no seu próprio peso.

‌3. carteira do programa de ganhos de eficiência‌

• ‌Decloração + OrgânicosFiltragem de dupla camada de carvão ativado + areia de quartzo → primeiro descloração anti-oxidação, depois adsorção de matéria orgânica.
• ‌Metais pesados + odorCarvão ativado + meio filtrante KDF (liga de cobre-zinco) → o KDF reduz os metais pesados, o carvão ativado adsorve os subprodutos.

‌IV. Orientações para evitar armadilhas‌

• ‌Mito 1Regeneração ilimitada de carvão ativado
  ‌a verdade sobre algoApós 3-4 vezes de regeneração, o poder de adsorção diminui 30%, recomenda-se a substituição direta do carvão vegetal doméstico.
• ‌Mito 2: O carvão ativado pode esterilizar
  ‌a verdade sobre algoDesinfeção por UV ou cloro: Inibe apenas a reprodução microbiana e tem de ser combinada com a desinfeção por UV ou cloro.
• ‌teste de autodepuração::
  • Detectado resíduo de agente de teste de cloro residual (as gotas de reagente ficam cor-de-rosa)
  • Odor ácido no efluente (libertação de poluentes dos poros saturados)

‌Referência de custos::

• Cartucho de carvão vegetal para purificação da água doméstica: ¥50-200/ano (família de 5 pessoas)
• Sistema de filtragem do tanque de peixes: $80/ano (capacidade de 10 toneladas/hora)
  ‌chamar a atenção para algoTratamento de águas residuais: As águas residuais altamente concentradas requerem um tratamento de pré-coagulação/bioquímico, sendo o carvão ativado a unidade de tratamento em profundidade.