O tratamento de água com carvão ativado é um processo de adsorção no qual as impurezas ficam presas na superfície das partículas de carbono por meio de adsorção.
As partículas de carvão ativado possuem uma microestrutura porosa com uma área superficial muito grande.
A eficiência de adsorção depende de parâmetros como tamanho molecular, tamanho dos poros, área superficial, concentração de partículas, temperatura e tempo de contato.
Processo de Adsorção
Adsorção é o fenômeno de moléculas ou partículas que se acumulam em uma superfície sólida. Um "adsorvente" pode ser qualquer material sólido com locais de ligação aos quais o adsorbato possa se ligar.
O adsorvente comercial mais comumente utilizado no tratamento de água é o carvão ativado.
Aplicações de Carvão Ativado no Tratamento de Água
A filtragem de carvão ativado é usada para:
Removendo gosto e odor da água.
Reduzindo riscos à saúde.
Prevenir danos às membranas de osmose reversa e resinas de troca iônica.
Tratamento terciário de águas residuais.
Pré-tratamento de água industrial e muito mais.
Diferentes tipos de carvão ativado podem remover diferentes tipos de contaminantes:
Resíduos de cloro de processos de desinfecção-cloro ou cloraminas e alguns subprodutos de desinfecção (DBPs), como trihalometanos (THMs). Compostos orgânicos, incluindo solventes, pesticidas e resíduos industriais.
Alguns metais pesados, como chumbo e...
No entanto, os filtros de carvão ativado não conseguem eliminar bactérias, vírus e sais minerais.
O que há de tão especial no carvão ativado?
O carvão ativado é o carbono que foi processado para aumentar sua área superficial para aproximadamente 1000 m²/g.
Sua estrutura resulta em um grande número de minúsculos poros entre os átomos de carbono, resultando em uma área superficial muito grande.
Alguns gramas (aproximadamente 5 gramas) de carvão ativado têm uma área superficial equivalente à de um campo de futebol!
O carvão ativado é hidrofóbico e tem forte afinidade com compostos orgânicos e poluentes não{0}}polares. A adsorção é impulsionada principalmente pelas forças de van der Waals.
Matérias-primas de carvão ativado
O carvão ativado vem em vários tipos, cada um com suas propriedades específicas. Ele é feito de diversas matérias-primas com alto teor de-carbono-, como:
Carbono mineral
Madeira
Cascas de coco
Bambu
O carvão ativado deve ter um grande número de microporos, distribuídos adequadamente, para adsorver moléculas de tamanhos variados.
Além disso, deve conter poros maiores para facilitar a entrada de moléculas nos poros menores.
Portanto, o processo de produção deve ser controlado para atender aos requisitos específicos de distribuição do tamanho dos poros.
Formas de carvão ativado
Para tratamento de água,carvão ativadovem em duas formas principais:
Carvão ativado em pó (PAC) – um material triturado e moído com a maioria das partículas tendo um diâmetro inferior a 0,18 mm (malha 80).
Carvão ativado granular (GAC) – formato irregular, normalmente com diâmetros entre 0,2 e 1,5 mm.
O processo de tratamento de água envolve a adição de PAC à água ou a passagem da água por um leito de GAC.
O PAC é utilizado em estações de tratamento de água para controlar sabor e odor e/ou eliminar matéria orgânica.
É utilizado na forma de pó seco ou pasta.
Pó seco – dosado usando equipamento de alimentação de pó seco para dosagem de materiais secos. É adequado para dosagens baixas e pouco frequentes.
Polpa – dosada usando uma bomba dosadora. Este método é utilizado quando as adições de PAC são frequentes e são necessárias dosagens elevadas.
O GAC é usado principalmente como filtro pós-{0}}filtração, seguindo processos de filtragem convencionais ou em filtros de mídia granular, onde uma parte do leito filtrante é substituída pelo GAC.
Em uma configuração de pós-filtração, o filtro GAC recebe água de-alta qualidade porque ela já passou por todo o processo de tratamento.