يسمح الهيكل الفريد المسامي والمساحة السطحية الواسعة للكربون المنشط، جنبًا إلى جنب مع قوى الجذب، للكربون المنشط بالتقاط أنواع مختلفة من المواد والاحتفاظ بها على سطحه. الكربون المنشط يأتي في أشكال وأصناف عديدة. يتم إنتاجه عن طريق معالجة مادة كربونية، غالبًا الفحم أو الخشب أو قشور جوز الهند، في بيئة ذات درجة حرارة عالية (مثل الفرن الدوار[5]) من أجل تنشيط الكربون وإنشاء هيكل سطحي عالي المسامية.
يعد الكربون المنشط أحد أكثر المنتجات استخدامًا في صناعة معالجة المياه. إنها مسامية للغاية ولها مساحة سطحية كبيرة، مما يجعلها مادة ماصة فعالة. ينتمي الكربون المنشط إلى مجموعة المواد الكربونية المسامية التي تتمتع بقدرة امتصاص عالية وقدرة على إعادة التنشيط. يتم استخدام العديد من المواد كمواد أساسية لإنتاج التيار المتردد. وأكثر المواد المستخدمة شيوعًا في تنقية المياه هي قشرة جوز الهند والخشب وفحم الأنثراسيت والجفت.
توجد أشكال مختلفة من الكربون المنشط، يقدم كل منها خصائص مادية مختلفة تجعله مناسبًا بشكل مثالي لتطبيقات محددة. على هذا النحو، تقدم الشركات المصنعة مجموعة واسعة من منتجات الكربون المنشط. اعتمادًا على التطبيق، يمكن استخدام الكربون المنشط في شكل مسحوق، أو حبيبات، أو مقذوف، أو حتى سائل. ويمكن استخدامه بمفرده، أو مع تقنيات مختلفة، مثل التطهير بالأشعة فوق البنفسجية. تستخدم أنظمة معالجة المياه عادة إما الكربون المنشط الحبيبي أو المسحوق، مع كون الكربون المنشط الحبيبي (GAC) من الفحم البيتوميني هو الشكل الأكثر استخدامًا. لقد برزت قشرة جوز الهند كواحدة من أفضل أشكال الكربون المنشط لاحتياجات نظام تنقية المياه. الكربون المنشط القائم على قشرة جوز الهند عبارة عن مسام دقيقة. تتناسب هذه المسام الصغيرة مع حجم جزيئات الملوثات الموجودة في مياه الشرب وبالتالي فهي فعالة جدًا في حبسها. جوز الهند مصدر متجدد ومتاح بسهولة على مدار العام. أنها تنمو بأعداد كبيرة ويمكن الحفاظ عليها لفترة طويلة.
قد تحتوي المياه على ملوثات يمكن أن تؤثر على الصحة ونوعية الحياة. يجب أن تكون المياه المخصصة للاستهلاك البشري خالية من الكائنات الحية ومن تركيزات المواد الكيميائية التي قد تشكل خطرا على الصحة. يجب أن تكون المياه التي نشربها يوميا خالية من أي تلوث. هناك نوعان من مياه الشرب: الماء النقي والمياه الصالحة للشرب. ومن المهم التمييز بين هذين النوعين من مياه الشرب.
يمكن تعريف الماء النقي بأنه الماء الخالي من المواد الدخيلة سواء كانت ضارة أم لا. ولكن من الناحية العملية، من الصعب إنتاج المياه النقية، حتى مع المعدات المتطورة الحالية. ومن ناحية أخرى، المياه الصالحة للشرب هي المياه التي ليس من المرجح أن تسبب آثارا غير مرغوب فيها أو ضارة. قد تحتوي المياه الصالحة للشرب على بعض الملوثات ولكن هذه الملوثات لن تسبب أي مخاطر أو آثار صحية ضارة على البشر. يجب أن تكون الملوثات في نطاق مقبول.
على سبيل المثال، يتم استخدام الكلورة لتطهير المياه. ومع ذلك، تُدخل هذه العملية ثلاثي الهالوميثان (THMs) في المنتج النهائي. تشكل THMs مخاطر صحية محتملة. يبدو أن شرب المياه المكلورة على المدى الطويل يزيد من خطر الإصابة بسرطان المثانة بنسبة تصل إلى 80 بالمائة، وفقًا لدراسة نشرت في مجلة المعهد الوطني للسرطان (سانت بول ديسباتش آند بايونير برس، 1987).
مع تزايد عدد سكان العالم وزيادة الطلب على استخدام المياه الصالحة للشرب أكثر من أي وقت مضى، سيكون من دواعي القلق الكبير في المستقبل القريب أن تصبح مرافق معالجة المياه أكثر فعالية. ومن ناحية أخرى، لا تزال إمدادات المياه للأسر مهددة بالملوثات مثل المواد الكيميائية والكائنات الحية الدقيقة.
تم استخدام الكربون المنشط كوسيلة لتصفية المياه لتنقية مياه الشرب لسنوات عديدة. يستخدم على نطاق واسع لإزالة الملوثات الموجودة في الماء بسبب قدرته العالية على امتصاص هذه المركبات الناتجة عن مساحة سطحها الكبيرة ومساميتها. يتميز الكربون المنشط بخصائص سطحية متنوعة وتوزيع حجم المسام، وهي خصائص تلعب دورًا مهمًا في امتصاص الملوثات في الماء.
وقت النشر: 26 مارس 2022