ما المقصود بالكربون المنشط؟
الكربون المنشط مادة طبيعية معالجة غنية بالكربون. على سبيل المثال، يُعد الفحم والخشب وجوز الهند مواد خام مثالية لإنتاجه. يتميز المنتج الناتج بمسامية عالية، مما يُمكّنه من امتصاص جزيئات الملوثات واحتجازها، وبالتالي تنقية الهواء والغازات والسوائل.
ما هي الأشكال التي يمكن توفير الكربون المنشط بها؟
يمكن تصنيع الكربون المنشط تجاريًا بأشكال حبيبية، ومكعبات، ومسحوق. وتُحدد أحجام مختلفة لتناسب التطبيقات المختلفة. فعلى سبيل المثال، في معالجة الهواء أو الغاز، يُعدّ تقييد التدفق أمرًا بالغ الأهمية، لذا تُستخدم جزيئات خشنة لتقليل فقدان الضغط. أما في معالجة السوائل، حيث تكون عملية الإزالة أبطأ، فتُستخدم جزيئات أدق لتحسين معدل أو حركية عملية التنقية.
كيف يعمل الكربون المنشط؟
يعمل الكربون المنشط عن طريق الامتزاز، وهو انجذاب الجزيئات إلى سطح الكربون الداخلي الواسع بفعل قوى ضعيفة تُعرف بقوى لندن. يبقى الجزيء في مكانه ولا يمكن إزالته إلا بتغيير ظروف العملية، كالتسخين أو الضغط. يُعدّ هذا مفيدًا، إذ يُمكن استخدام الكربون المنشط لتركيز المواد على سطحه، ما يُسهّل استخلاصها لاحقًا. ويُعدّ استخدام الكربون المنشط لاستخلاص الذهب مثالًا شائعًا على ذلك.
في بعض الحالات، تتم معالجة الكربون المنشط كيميائياً لإزالة الملوثات، وفي هذه الحالة لا يتم استرداد المركب المتفاعل الناتج بشكل عام.
كما أن سطح الكربون المنشط ليس خاملاً تماماً، ويمكن تحقيق مجموعة متنوعة من العمليات التحفيزية باستخدام والاستفادة من مساحة السطح الداخلية الممتدة المتاحة.
ما هي استخدامات الكربون المنشط؟
للكربون المنشط استخدامات عديدة ومختلفة، من الترشيح إلى التنقية وما بعدها.
في السنوات الأخيرة، ازدادت حدة وتكرار مشاكل الطعم والرائحة في مياه الشرب في جميع أنحاء العالم. وإلى جانب المشكلة الجمالية التي تواجه المستهلك، فإن هذا الأمر يُثير حتماً شكوكاً حول جودة المياه وسلامتها. قد تكون المركبات المسؤولة عن مشاكل الطعم والرائحة من أصل بشري (مخلفات صناعية أو بلدية) أو بيولوجي. وفي الحالة الأخيرة، تُنتجها كائنات دقيقة مثل البكتيريا الزرقاء.
المركبان الأكثر شيوعًا هما الجيوسمين و2-ميثيل إيزوبورنيول (MIB). الجيوسمين، ذو الرائحة الترابية، غالبًا ما تنتجه البكتيريا الزرقاء العالقة في الماء. أما MIB، ذو الرائحة العفنة، فيُنتج غالبًا في الأغشية الحيوية المتكونة على الصخور والنباتات المائية والرواسب. تستطيع الخلايا الشمية البشرية استشعار هذين المركبين بتراكيز منخفضة جدًا، حتى في نطاق بضعة أجزاء في التريليون (ppt، أو نانوغرام/لتر).
لا تستطيع طرق معالجة المياه التقليدية عادةً إزالة مادتي ميثيل أيزوبروبيل (MIB) والجيوسمين إلى ما دون عتبة الطعم والرائحة، مما يستدعي استخدام الكربون المنشط لهذا الغرض. ومن الطرق الشائعة استخدام مسحوق الكربون المنشط (PAC)، الذي يُضاف إلى مجرى الماء بشكل دوري للتحكم في مشاكل الطعم والرائحة.
تاريخ النشر: 10 مارس 2022