Węgiel aktywny jest produktem otrzymywanym z takich surowców, jak m.in. węgiel kamienny, drzewny czy brunatny, pestki owoców, łupiny orzechów, a nawet zużyte opony czy kości. Posiada on bardzo ciekawe właściwości, które pozwalają na stosowanie do wielu zadań, w tym do uzdatniania wody. Co ciekawe, okazuje się, że utracone po kilku latach eksploatacji właściwości sorpcyjne mogą być wielokrotnie przywracane - konieczna jest jednak regeneracja węgla aktywnego.
Cechą charakterystyczną jaką posiada węgiel aktywny jest jego olbrzymia porowatość. Jego mikro-, mezo- i makropory odpowiadają za sorpcję zanieczyszczeń. Pojemność sorpcyjna zależy od gatunku węgla aktywnego, a powierzchnia sorpcyjna 1 g węgla to nawet 3200 m2 . Warto jednak wiedzieć, że podczas oczyszczania wody sukcesywnie zmniejsza się jego zdolność pochłaniania zanieczyszczeń. Gdy obniżenie jest bardzo duże, węgiel usuwany jest z komór filtracyjnych i przekazywany do regeneracji. W tym procesie następuje usunięcie zanieczyszczeń organicznych i przywrócenie pierwotnych zdolności sorpcyjnych.
Jak przebiega regeneracja węgla aktywnego?
Wyróżniamy 3 metody: termiczną, chemiczną i mikrobiologiczną. Najpowszechniej stosowana metoda regeneracji węgli wykorzystywanych w uzdatnianiu wody to termiczna regeneracja. Polega ona na usunięciu zanieczyszczeń z porów (ich wypalenie) w temperaturze od 750 do 950°C (dobierana jest każdorazowo indywidualnie do danego rodzaju węgla).
Regeneracja węgla aktywnego przebiega w kilku etapach, w tym m.in.:
- odparowaniu wody,
- desorpcji lotnych związków organicznych,
- pirolizie nielotnych substancji organicznych – tworzeniu substancji zwęglonych,
- gazyfikacji substancji zwęglonych.
Regeneracja węgla aktywnego to skomplikowany proces, który należy powierzyć specjalistom posiadającym nie tylko doświadczenie, ale także stosowne zaplecze techniczne. Należy pamiętać, że niewłaściwie dobrane parametry procesu lub brak należytej kontroli może doprowadzić do uszkodzenia struktury porowatej czy znacznych ubytków ilości węgli.
Jak często przeprowadzać regenerację węgla aktywnego?
Jest wiele czynników, które wpływają na częstotliwość przeprowadzania całego procesu. Dobrze przeprowadzona regeneracja węgla aktywnego oraz jego prawidłowa eksploatacja podczas filtracji pozwala na wielokrotną regenerację, a tym samym na wieloletnią eksploatację. W zależności od rodzaju węgla aktywnego oraz ilości i jakości wody doprowadzanej do filtrów, proces przeprowadza się co 3-5 lat.
Okres może zostać wydłużony, jeśli surowiec (woda) wykazuje dobre parametry, a liczba jodowa węgla aktywnego nie spada poniżej 600 mg/g. Proces regeneracji pozwala na podniesienie liczby jodowej o około 300 jednostek. Warto pamiętać, że skutkuje to zawsze obniżeniem wytrzymałości mechanicznej, co oznacza, że wydłużając pracę węgli w filtrze i obniżając bardzo liczbę jodową, tracimy na ilości węgli po regeneracji. Tym samym musimy zakupić więcej nowych węgli na dosypkę.
Aby ustalić prawidłową częstotliwość przeprowadzania reaktywacji, należy regularnie badać stan węgla. W ten sposób przedsiębiorstwo będzie w stanie oszacować czas eksploatacji, co pozwoli zaplanować budżet z odpowiednim wyprzedzeniem.
