1. Fizički oblik
Granulirani aktivni ugljen (GAC):
Aktivni ugljen u granulama (GAC) sastoji se od većih, nepravilnih čestica, obično u rasponu promjera od 0,2 mm do 5 mm. Oblik i veličina svake čestice mogu varirati, a neke čestice izgledaju fragmentirano ili nepravilno. Ove veće čestice omogućuju dulje vrijeme kontakta između vode ili zraka i ugljika, čineći GAC idealnim za kontinuirane procese filtracije gdje je potrebna sporija filtracija. Veća veličina čestica također pruža veću fizičku stabilnost, sprječavajući raspadanje ugljika tijekom upotrebe, što je ključno za održavanje cjelovitosti filtracijskog sustava.
Proces proizvodnje GAC općenito uključuje dva glavna koraka: karbonizaciju i aktivaciju. Prvo se sirovina (kao što je drvo, ugljen ili kokosova ljuska) zagrijava na visokim temperaturama kako bi se uklonila većina organskih komponenti, nakon čega slijedi aktivacija parom ili ugljičnim dioksidom kako bi se stvorila porozna struktura velike površine. Dobiveni granulirani ugljik zadržava te karakteristike, s većom površinom koja poboljšava njegova adsorpcijska svojstva, što ga čini učinkovitim u adsorpciji kontaminanata tijekom dužih razdoblja.
Zbog svoje veće veličine čestica, GAC se najbolje koristi za primjene koje zahtijevaju dulje vrijeme kontakta, kao što su komunalni sustavi za obradu vode ili pročišćavanje zraka. Njegova fizička struktura čini ga otpornijim na začepljenje i omogućuje mu učinkovit rad tijekom duljeg razdoblja, zbog čega se često bira za dugotrajne ili kontinuirane procese filtriranja.
Aktivni ugljen u prahu (PAC):
Aktivni ugljen u prahu (PAC) sastoji se od puno manjih, finih čestica, obično manjeg od 0,1 mm u promjeru. Fine čestice imaju veću površinu u usporedbi s GAC-om, što omogućuje PAC-u da brzo apsorbira kontaminante. Međutim, ova mala veličina čestica također znači da PAC može lakše začepiti sustave za filtriranje i obično se koristi u šaržnim procesima gdje se ugljik dodaje u vodu ili zrak, a zatim uklanja nakon kratkog razdoblja.
Proces proizvodnje PAC-a sličan je onom GAC-a, uključuje karbonizaciju i aktivaciju, ali su čestice PAC-a mnogo sitnije, što dovodi do veće površine po jedinici volumena. Ova velika površina daje PAC-u mogućnost adsorpcije veće količine zagađivača u kraćem vremenu, što ga čini idealnim za brzu adsorpciju u situacijama kada je potrebno brzo uklanjanje zagađivača.
Zbog fine prirode svojih čestica, PAC je učinkovitiji u brzom hvatanju kontaminanata, što ga čini korisnim za hitne ili privremene potrebe filtriranja. Međutim, fine čestice također znače da PAC nije prikladan za kontinuiranu upotrebu ili za dugotrajne sustave filtriranja, budući da je čestice teško regenerirati ili ponovno učinkovito upotrijebiti.
2. Površina i adsorpcijska učinkovitost
Granulirani aktivni ugljen (GAC):
Iako GAC ima relativno veliku površinu, ona je manja po jedinici volumena u usporedbi s PAC-om. Veća veličina čestica GAC-a osigurava duže vrijeme kontakta s vodom ili zrakom, što je bitno za učinkovitu adsorpciju onečišćujućih tvari tijekom duljih razdoblja. GAC je idealan za procese u kojima su kontaminanti prisutni u nižim koncentracijama i zahtijevaju produljenu izloženost ugljiku za učinkovito uklanjanje.
U primjenama kao što su obrada vode i pročišćavanje zraka, GAC se obično postavlja u stupac ili sloj kroz koji voda ili zrak struju kontroliranom brzinom. Kako tekućina prolazi kroz GAC sloj, kontaminanti se postupno lijepe za površinu čestica ugljika, sve dok se adsorpcijski kapacitet ugljika ne iscrpi. Produljeno vrijeme kontakta omogućuje GAC-u uklanjanje širokog spektra zagađivača, uključujući klor, hlapljive organske spojeve (VOC) i druge otopljene kemikalije.
Iako je GAC učinkovit za kontinuirane procese filtracije, njegov kapacitet adsorpcije nije tako visok kao PAC u situacijama koje zahtijevaju brzo uklanjanje onečišćenja. Na primjer, GAC možda neće biti tako učinkovit u uklanjanju malih molekula ili zagađivača koji zahtijevaju bržu adsorpciju, budući da veće čestice ne pružaju isti trenutni kontakt sa zagađivačima.
Aktivni ugljen u prahu (PAC):
PAC ima znatno veću površinu po jedinici volumena u usporedbi s GAC-om, što znači da ima veću sposobnost adsorpcije zagađivača u kraćem vremenu. To čini PAC vrlo učinkovitim u situacijama u kojima je bitno brzo uklanjanje kontaminanata, kao što je pročišćavanje otpadnih voda ili u hitnim situacijama gdje su kontaminanti u visokim koncentracijama i potrebno ih je brzo ukloniti.
Velika površina PAC-a omogućuje mu adsorpciju kontaminanata mnogo bržom brzinom od GAC-a, što ga čini idealnim za šaržne procese ili situacije u kojima se kontaminanti moraju brzo ukloniti. Na primjer, PAC se često koristi za brzo uklanjanje klora, bojila i organskih spojeva u vodi za piće i pročišćavanju otpadnih voda. U tim slučajevima PAC može obraditi velike količine vode u kratkom vremenu.
Iako je PAC učinkovitiji u smislu brze adsorpcije, njegova veličina sitnih čestica također znači da može lakše začepiti sustave za filtriranje. To stvara izazove u pogledu filtracije i regeneracije. Osim toga, budući da se PAC obično ne koristi ponovno, mora se često mijenjati, što može povećati operativne troškove.
3. Prijave
Granulirani aktivni ugljen (GAC):
GAC se naširoko koristi u sustavima kontinuirane filtracije, posebno u aplikacijama za obradu vode i pročišćavanje zraka, gdje se koristi za dugotrajnu filtraciju. Uobičajene primjene uključuju:
Obrada pitke vode: GAC se obično koristi u komunalnim postrojenjima za pročišćavanje vode za uklanjanje organskih kontaminanata, klora, okusa, mirisa i nekih otrovnih tvari. Njegova velika veličina čestica omogućuje sporiju, kontroliraniju filtraciju, što je važno za obradu velikih količina vode.
Pročišćavanje otpadnih voda: GAC se koristi u industrijskim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda za uklanjanje otopljenih organskih spojeva, teških metala i drugih zagađivača. U ovim sustavima, GAC se obično postavlja u fiksne ili fluidizirane slojeve kroz koje teče otpadna voda, osiguravajući učinkovitu adsorpciju tijekom duljeg razdoblja.
Pročišćavanje zraka: GAC se naširoko koristi u sustavima za filtriranje zraka za uklanjanje hlapljivih organskih spojeva (VOC), mirisa i kemijskih zagađivača iz industrijskog ispušnog zraka, kao i u kućanskim pročistačima zraka. Posebno je učinkovit u uklanjanju neugodnih tvari i štetnih plinova iz zraka.
Primarna prednost GAC-a je njegova dugotrajnost i sposobnost regeneracije, što ga čini idealnim za kontinuirane sustave filtriranja gdje je potrebno duže vrijeme kontakta za učinkovito uklanjanje zagađivača. Obično se koristi u velikim sustavima gdje su važni dugoročni rad i isplativost.
Aktivni ugljen u prahu (PAC):
PAC se obično koristi u šaržnim procesima ili za aplikacije koje zahtijevaju brzo uklanjanje zagađivača. Uobičajene primjene uključuju:
Voda za piće i obrada otpadnih voda: PAC se često dodaje u vodu ili otpadnu vodu kao flokulant za uklanjanje organskih spojeva, bojila, klora i mirisa. Nakon što se PAC pomiješa s vodom i adsorbira kontaminante, obično se uklanja taloženjem ili filtracijom.
Industrija hrane i pića: PAC se koristi u preradi hrane, posebno u proizvodnji pića, za uklanjanje bojila, nečistoća i mirisa. Obično se koristi u proizvodnji piva, sokova i bezalkoholnih pića kako bi se osigurala čistoća i bistrina.
Obrada industrijskog plina: PAC se također koristi u aplikacijama za obradu industrijskog plina za uklanjanje HOS-eva, plinova i mirisa iz emisija u zrak. Posebno je koristan u primjenama gdje postoji potreba za obradom velikih količina zraka u kratkom vremenu.
Zbog svoje fine veličine čestica i visoke učinkovitosti adsorpcije, PAC je idealan za šaržne tretmane ili hitne situacije. Može brzo apsorbirati velike količine onečišćenja, ali nije prikladan za kontinuiranu upotrebu jer se sitne čestice teško regeneriraju i moraju se često mijenjati.
