بفضل بنيته المسامية الفريدة ومساحته السطحية الواسعة، بالإضافة إلى قوى الجذب، يلتقط الكربون المنشط أنواعًا مختلفة من المواد ويثبتها على سطحه. يتوفر الكربون المنشط بأشكال وأنواع متعددة. يُنتج عن طريق معالجة مادة كربونية، غالبًا الفحم أو الخشب أو قشور جوز الهند، في بيئة عالية الحرارة (مثل الفرن الدوار[5])، وذلك لتنشيط الكربون وإنشاء بنية سطحية عالية المسامية.
يُعد الكربون المنشط من أكثر المنتجات استخدامًا في صناعة معالجة المياه. يتميز بمساميته العالية ومساحته السطحية الكبيرة، مما يجعله مادة ماصة فعّالة. ينتمي الكربون المنشط إلى مجموعة مواد الكربون المسامية التي تتميز بقدرة امتصاص عالية وإعادة تنشيط. تُستخدم العديد من المواد كمواد أساسية لإنتاج الكربون المنشط. ومن أشهرها قشرة جوز الهند، والخشب، وفحم الأنثراسايت، والجفت.
توجد أشكال مختلفة من الكربون المنشط، ولكل منها خصائص مادية مختلفة تجعله مثاليًا لتطبيقات محددة. وبالتالي، يقدم المصنعون مجموعة واسعة من منتجات الكربون المنشط. وحسب الاستخدام، يمكن استخدام الكربون المنشط في صورة مسحوق أو حبيبات أو مبثوق أو حتى سائل. ويمكن استخدامه بمفرده أو مع تقنيات مختلفة، مثل التطهير بالأشعة فوق البنفسجية. تستخدم أنظمة معالجة المياه عادةً الكربون المنشط الحبيبي أو المسحوق، ويُعد الكربون المنشط الحبيبي (GAC) من الفحم البيتوميني الشكل الأكثر استخدامًا. وقد برزت قشور جوز الهند كواحدة من أفضل أشكال الكربون المنشط لاحتياجات أنظمة تنقية المياه. تتميز قشور الكربون المنشط المصنوعة من جوز الهند بمسام دقيقة. تتطابق هذه المسام الصغيرة مع حجم جزيئات الملوثات في مياه الشرب، وبالتالي فهي فعالة جدًا في احتجازها. جوز الهند مورد متجدد ومتوفر بسهولة على مدار العام. ينمو بأعداد كبيرة ويمكن الحفاظ عليه لفترة طويلة.
قد تحتوي المياه على ملوثات قد تؤثر على الصحة ونوعية الحياة. يجب أن تكون المياه المخصصة للاستهلاك البشري خالية من الكائنات الحية ومن تركيزات المواد الكيميائية التي قد تكون ضارة بالصحة. يجب أن تكون المياه التي نشربها يوميًا خالية من أي تلوث. هناك نوعان من مياه الشرب: مياه نقية ومياه آمنة. من المهم التمييز بين هذين النوعين من مياه الشرب.
يمكن تعريف الماء النقي بأنه ماء خالٍ من المواد الغريبة، سواءً أكانت ضارة أم لا. مع ذلك، يصعب عمليًا إنتاج الماء النقي، حتى باستخدام أحدث المعدات. من ناحية أخرى، الماء الآمن هو الماء الذي لا يُحتمل أن يُسبب آثارًا ضارة أو غير مرغوب فيها. قد تحتوي المياه الآمنة على بعض الملوثات، لكنها لا تُسبب أي مخاطر أو آثار صحية ضارة على البشر. يجب أن تكون نسبة الملوثات ضمن نطاق مقبول.
على سبيل المثال، تُستخدم الكلورة لتطهير المياه. إلا أن هذه العملية تُدخل ثلاثي هالوميثان (THMs) إلى المنتج النهائي. تُشكل THMs مخاطر صحية محتملة. ويبدو أن شرب المياه المكلورة لفترات طويلة يزيد من خطر الإصابة بسرطان المثانة بنسبة تصل إلى 80%، وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة المعهد الوطني للسرطان (St. Paul Dispatch & Pioneer Press، 1987).
مع تزايد عدد سكان العالم وتزايد الطلب على المياه النظيفة بشكل غير مسبوق، سيكون من المهم للغاية في المستقبل القريب تحسين كفاءة مرافق معالجة المياه. من ناحية أخرى، لا تزال إمدادات المياه المنزلية مهددة بالملوثات، مثل المواد الكيميائية والكائنات الدقيقة.
استُخدم الكربون المنشط لسنوات عديدة كوسط لتنقية مياه الشرب. ويُستخدم على نطاق واسع لإزالة الملوثات من الماء نظرًا لقدرته العالية على امتصاص هذه المركبات، الناتجة عن مساحة سطحه الكبيرة ومساميته. يتميز الكربون المنشط بخصائص سطحية وتوزيع مسام متفاوت، مما يلعب دورًا مهمًا في امتصاص الملوثات من الماء.
وقت النشر: ٢٦ مارس ٢٠٢٢