การประยุกต์ใช้ถ่านกัมมันต์แบบอเนกประสงค์ในการบำบัดน้ำด้วยเมมเบรน

ถ่านกัมมันต์มีบทบาทสำคัญในการทำน้ำดื่มให้บริสุทธิ์และการกำจัดของเสียจากอุตสาหกรรมการบำบัดน้ำ และสาขาอื่นๆ เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ หน้าที่หลักของมันได้แก่:

การดูดซับและการกำจัดมลพิษ: ถ่านกัมมันต์มีพื้นที่ผิวจำเพาะ 500-1500 ตารางเมตรต่อกรัม และมีเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนเฉลี่ย 2-3 นาโนเมตร สามารถดูดซับสารคอลลอยด์ได้ 60%-80% สารอินทรีย์ (เช่น กรดฮิวมิก กรดลิกนินซัลโฟนิก) ได้ 47%-60% และไอออนเหล็กได้ 50% ในน้ำ ตัวอย่างเช่น หลังจากโรงงานเคมีใช้ถ่านกัมมันต์ในการกรอง ค่า COD (ความต้องการออกซิเจนทางเคมี) ของน้ำทิ้งลดลงจาก 120 มิลลิกรัมต่อลิตร เหลือ 50 มิลลิกรัมต่อลิตร ลดลง 58%

การออกซิเดชันทางเคมีและการกำจัดคลอรีน: พื้นผิวของถ่านกัมมันต์อุดมไปด้วยหมู่ฟังก์ชัน เช่น หมู่ไฮดรอกซิลและหมู่คาร์บอกซิล ซึ่งสามารถสลายคลอรีนอิสระได้ด้วยการดูดซับทางเคมีและการเร่งปฏิกิริยา ข้อมูลจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าอัตราการกำจัดคลอรีนตกค้างสูงกว่า 95% ในระหว่างปฏิกิริยา คลอรีน (Cl₂) จะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อสร้างกรดไฮโปคลอรัส (HClO) ซึ่งจะถูกสลายต่อไปเป็นกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และออกซิเจนเชิงนิเวศใหม่ ([O]) ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของถ่านกัมมันต์ ออกซิเจนเชิงนิเวศนี้จะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และถูกปล่อยออกจากระบบ สูตรปฏิกิริยาคือ:

การปกป้องเรซินแลกเปลี่ยนไอออน: ในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ เรซินแลกเปลี่ยนไอออนจะทำหน้าที่ปกป้องเรซินดังกล่าว ไส้กรองคาร์บอนกัมมันต์ โดยทั่วไปจะติดตั้งไว้ก่อนตัวแลกเปลี่ยนประจุบวก ซึ่งสามารถดักจับคลอรีนอิสระได้มากกว่า 90% และสารอินทรีย์ได้ 60% ช่วยป้องกันความเสียหายจากการออกซิเดชันของเรซินและการปนเปื้อนของสารอินทรีย์ในเรซินด่างเข้มข้น