Than Hoạt Tính là gì?

Không thể không công nhận rằng than hoạt tính là một phát minh, một vật liệu tuyệt vời để lọc nước. Tuy không giải quyết được tất cả mọi vấn đề, nhưng nó đã giúp việc xử lý phía sau dễ dàng hơn rất nhiều.

Than hoạt tính là gì?

Than hoạt tính là một dạng carbon có kết cấu là những mạng lưới “lỗ” bên trong, có độ xốp cao. Những lỗ rỗng này là giúp than hoạt tính có thể đạt được diện tích bề mặt lên đến 300 – 2000 m2/ 1 gam. Diện tích bề mặt tăng, điều này cho phép các chất lỏng và khí đi qua và tiếp xúc trực tiếp với carbon, đồng thời có thể hút và giữ lại những hóa chất hữu cơ.

Than hoạt tính được sản xuất như thế nào?

Than hoạt tính được sản xuất bằng cách đốt một số loại vật liệu như than bitum, than lignit, gỗ, hay vỏ dừa ở nhiệt độ cao từ 600 – 900 0 C trong môi trường không có oxy. Sau đó, carbon được tiếp xúc với những hóa chất khác nhau thường là Argon và Nito và đặt trong môi trường có nhiệt độ từ 600 – 1200 0C. Trong lần gia nhiệt thứ hai này, carbon tiếp xúc với hơi nước và oxy, nhờ đó hình thành được cấu trúc lỗ, giúp cho diện tích bề mặt sử dụng của carbon tăng lên nhiều lần.

Vai trò của than hoạt tính trong quá trình lọc nước

Than hoạt tính cho phép hút và giữ lại những chất hữu cơ, hóa chất không mong muốn và số ít những hóa chất vô cơ có trong nước, giúp làm sạch nước, cải thiện độ trong của nước, giảm những mùi khó chịu.

Theo một số nghiên cứu, than hoạt tính có thể loại bỏ được đến 81 hóa chất tùy theo mức độ, trong đó có đến 14 loại thuốc trừ sau và 12 chất diệt cỏ. Một số hóa chất có thể loại bỏ như: Clo, Chloramine, các chất tannin, Phenol, Hydro sulfide và một số hợp chất dễ bay hơi gây mùi khó chịu, một lượng nhỏ những kim loại như sắt, thủy ngân, đồng, chì…

Tuy nhiên, than hoạt tính không thể loại bỏ được hết tất cả những chất có trong nước. Nó không có hiệu quả để loại bỏ một số những chất như: Amoniac, Nitrat, Nito, Florua, Natri và các cation khác, một số kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ như hydrocacbon, các vi khuẩn, động vật đơn bào, vi sinh vật gây hại, virus…

Điều tuyệt vời của than hoạt tính đó chính là khả năng phục hồi. Bạn có thể dễ dàng phục hồi lại chúng bằng cách đốt ở 2000C trong 30 phút để làm giảm lượng chất hữu cơ có trong than, tuy nhiên những kim loại nặng sẽ không được loại bỏ. trong công nghệ lọc nước, khi hiệu quả lọc giảm, ta nên thay thế lõi lọc than hoạt tính. Nhưng với những ứng dụng khác, nhờ khả năng phục hồi này của chúng có thể giúp tiết kiệm được rất nhiều chi phí trong việc thay thế.

Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả lọc nước của than hoạt tính

Không phải tất cả những loại than hoạt tính đều mang lại hiệu quả lọc như nhau. Hiệu quả lọc còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, có thể kể đến như:

1.     Trọng lượng phân tử

Phân tử hữu cơ lớn được hấp thu tốt hơn những phân tử hữu cơ nhỏ. Khi trọng lượng phân tử tăng, than hoạt tính sẽ hấp thụ có hiệu quả hơn do các phân tử tan trong nước. Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào cấu trúc của những lỗ carbon cần có độ lớn phù hợp để cho phép các phân tử có thể di chuyển bên tron.

2.     pH nước đầu vào

Hầu hết những chất hữu cơ ít tan và dễ dàng hấp phụ ở pH thấp hơn và sẽ giảm khi pH tăng lên.

3.     Nồng độ chất gây ô nhiễm

Nồng độ chất gây ô nhiễm càng cao, khả năng loại bỏ càng lớn do các phân tử chất gây ô nhiễm có khả năng khuếch tán và những lỗ rỗng và bị hấp phụ. Khi nồng độ chất gây ô nhiễm cao đòi hởi thời gian tiếp xúc với than hoạt tính cần kéo dài hơn.

Ngoài ra, việc loại bỏ những chất hữu cơ sẽ cao hơn  khi môi trường là nước cứng, chính vì thế, trong công nghệ xử lý nước, giai đoạn làm mềm nước thường ở sau giai đoạn lọc bằng than hoạt tính.

4.     Tốc độ dòng chảy

Tốc độ dòng chảy chậm, nước càng có nhiều thời gian tiếp xúc với than hoạt tính, những chất gây ô nhiễm sẽ được khuếch tán và hấp phụ nhiều hơn.

5.     Nhiệt độ nước

Nhiệt độ nước cao làm giảm độ nhớt từ đó làm tăng tốc độ khuếch tán, làm phá vỡ liên kết hấp phụ do đó làm giảm khả năng hấp phụ và ngược lại, khi nhiệt độ thấp khả năng hấp phụ tăng lên.

6.     Kích thước và sự phân bố các lỗ trên than hoạt tính

Mesh là số lỗ trên 1 inch chiều dài bề mặt. Dựa vào số mesh người ta chia làm 3 loại: 8 – 30 mesh là loại lớn nhất, từ 12 – 40 mesh là loại phổ biến nhất và từ 20 – 50 mesh là loại tốt nhất. Như vậy, số lượng lỗ càng nhiều thì tạo ra sự tiếp xúc tốt và loại bỏ được nhiều chất gây ô nhiễm nhất nhưng lại làm cho áp suất giảm

7.     Thời gian hoạt động

Sau một thời gian hoạt động, bộ lọc bằng than hoạt tính sẽ kém hiệu quả hơn ban đầu, do đố cần thay thế bằng bộ lọc khác.

Có thể nói, than hoạt tính tuy không giải quyết được tất cả yêu cầu về xử lý nước nhưng không thể phủ nhận được rằng đây là một công nghệ tuyệt vời trong việc lọc nước. Đây là một giai đoạn rất quan trọng trong toàn bộ hệ thống xử lý nước, giúp hệ thống hoạt động có hiệu quả tốt hơn.