کربن فعال چیست؟

کربن فعال (Activated Carbon) که با نام‌های زغال فعال یا کربن اکتیو نیز شناخته می‌شود، یک ماده کربنی بسیار متخلخل با سطح ویژه بسیار بالا است که توانایی فوق‌العاده‌ای در جذب فیزیکی و شیمیایی آلاینده‌ها دارد. این ماده یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آب و فاضلاب، صنایع غذایی، دارویی، نفت و گاز و محیط زیست محسوب می‌شود.

ساختار و ویژگی‌های کربن فعال

ساختار متخلخل

کربن فعال دارای شبکه‌ای از منافذ ریز در سه دسته است:

• میکروپورها

• مزوپورها

• ماکروپورها
  این ساختار باعث ایجاد سطح ویژه بسیار بالا (تا بیش از ۱۰۰۰ متر مربع بر گرم) می‌شود.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی

• رنگ سیاه

• بدون بو و طعم

• سطح جذب بسیار بالا

• پایداری شیمیایی مناسب

• مقاومت در برابر دما

• قابلیت احیا و استفاده مجدد در برخی کاربردها

مواد اولیه و روش تولید کربن فعال

کربن فعال از مواد کربنی طبیعی تولید می‌شود، از جمله:

• پوست نارگیل

• زغال سنگ

• چوب

• لیگنیت
  فرآیند تولید شامل دو مرحله اصلی است:

۱. کربونیزاسیون

حرارت‌دهی ماده اولیه در نبود اکسیژن برای حذف مواد فرار

۲. فعال‌سازی

ایجاد تخلخل با استفاده از:

• فعال‌سازی فیزیکی (بخار آب یا CO₂)

• فعال‌سازی شیمیایی (اسید فسفریک، کلرید روی، هیدروکسید پتاسیم)

انواع کربن فعال

کربن فعال پودری (PAC)

• ذرات ریز

• سطح تماس بالا

• مصرف سریع

• کاربرد گسترده در تصفیه آب و فاضلاب

کربن فعال گرانولی (GAC)

• دانه‌بندی مشخص

• افت فشار کمتر

• مناسب فیلترهای بستر ثابت

• طول عمر بالاتر نسبت به PAC

کربن فعال اکسترود شده

• شکل استوانه‌ای

• استحکام مکانیکی بالا

• مناسب سیستم‌های صنعتی پیشرفته

کاربردهای کربن فعال

۱. تصفیه آب و فاضلاب

کربن فعال در حذف موارد زیر نقش کلیدی دارد:

• کلر آزاد و ترکیبات کلردار

• مواد آلی محلول

• رنگ، بو و طعم نامطلوب

• ترکیبات آلی فرار (VOC)

• آفت‌کش‌ها و سموم

• فلزات سنگین (در برخی شرایط)

۲. صنایع غذایی و نوشیدنی

• شفاف‌سازی شربت‌ها

• تصفیه قند و شکر

• حذف رنگ و بو از روغن‌ها

• تصفیه آب مورد استفاده در تولید

۳. صنایع دارویی و پزشکی

• تولید داروهای جاذب سم

• تصفیه مواد اولیه دارویی

• فیلترهای پزشکی و تنفسی

۴. صنعت نفت، گاز و پتروشیمی

• تصفیه گازها

• حذف ترکیبات گوگردی

• بازیابی حلال‌ها

• تصفیه پساب‌های صنعتی

۵. حفاظت محیط زیست

• تصفیه هوا

• کنترل بو

• حذف آلاینده‌های زیست‌محیطی

• استفاده در فیلترهای صنعتی

مزایای استفاده از کربن فعال

• قدرت جذب بسیار بالا

• سازگار با محیط زیست

• کاربرد گسترده در صنایع مختلف

• بهبود کیفیت آب و هوا

• کاهش آلاینده‌های شیمیایی

• قابلیت احیا در برخی سیستم‌ها

محدودیت‌ها و نکات مهم مصرف

• اشباع شدن پس از مدتی استفاده

• نیاز به تعویض یا احیا

• عملکرد وابسته به pH و دما

• انتخاب نوع مناسب برای هر کاربرد بسیار مهم است

نکات ایمنی و نگهداری

• نگهداری در محیط خشک و خنک

• جلوگیری از تماس با رطوبت

• استفاده از ماسک هنگام کار با PAC

• دور از منابع آتش نگهداری شود

• جلوگیری از ایجاد گرد و غبار

بسته‌بندی و شرایط عرضه

• کیسه‌های ۲۵ کیلوگرمی

• بیگ‌بگ‌های صنعتی

• بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

• عرضه در گریدهای مختلف صنعتی، غذایی و دارویی

جمع‌بندی

کربن فعال یکی از مهم‌ترین و مؤثرترین مواد شیمیایی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب و سایر صنایع وابسته به کنترل آلاینده‌ها است. ساختار متخلخل، سطح ویژه بالا و توان جذب فوق‌العاده، این ماده را به انتخابی ایده‌آل برای حذف ترکیبات مضر، بهبود کیفیت آب و حفاظت از محیط زیست تبدیل کرده است. انتخاب نوع مناسب کربن فعال بر اساس کاربرد، نقش تعیین‌کننده‌ای در راندمان نهایی سیستم خواهد داشت.