توضیحات
توضیحات:
فرآیند جذب سطحی (Adsorption) امروزه به عنوان یکی از تکنیک های جداسازی در صنایع مختلف و همچنین بهبود کیفیت محصولات به شمار می‌آید. فرآیند جذب سطحی دارای انعطاف‌پذیری در طراحی و بهره‌برداری بوده و یک جریان خروجی تصفیه شده با کیفیت بالا تولید می‌کند. به علاوه، از آن جایی‌که جذب سطحی در برخی موارد برگشت‌پذیر است، جاذبها را می‌توان با استفاده از فرآیندهای احیا مناسب، بازسازی نمود. به همین دلیل در بیشتر موارد استفاده از فرآیند جذب، روشی اقتصادی به شمار می‌آید. مهم‌ترین بخش فرآیند جداسازی طی فرآیند جذب، جاذب است. تا کنون جاذب‌های با ماهیت‌های مختلف در فرآیندهای گوناگون به کار برده شده‌اند. از جمله جاذب‌هایی که در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران واقع شده است استفاده از جاذب گیاهی مانند جاذب زغال فعال در فرآیند جذب است. از جمله این جاذب‌های می‌توان به چیتوسان، ژئوتیت، سیلیکاژل و گل قرمز اشاره کرد. در برخی از مطالعات از محصولات کشاورزی یا ضایعات محصولات کشاورزی و جنگلی نیز به عنوان جاذب استفاده شده است. از جمله این جاذبها می‌توان به شلتوک برنج، پوسته‌های گیاهی، ساقه‌های گیاهی، چوب درخت بلوط و ضایعات نارگیل اشاره کرد.
مهم‌ترین مزیت استفاده از این نوع جاذبها در حذف رنگ از پساب‌های صنعتی، پایین بودن هزینه‌های استفاده از این نوع جاذبها است. در واقع به دلیل فراوانی بیوجاذبها در طبیعت و ضایعات صنایع مختلف، این مواد ارزان قیمت می‌باشند. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از این جاذبها در مقایسه با روشهای متداول حذف آلاینده‌ها، 20% هزینه های سرمایه‌گذاری، 36% هزینه های بهره‌برداری و %28 هزینه های کل فرآیند تصفیه پساب را کاهش می‌دهد.
مزایا استفاده از جاذب‌های گیاهی :
- قابلیت احیای جاذب
- بالا بودن سرعت فرآیند
- عدم تولید لجن زیاد
- درجه تصفیه بالا
- طراحی آسان
- سهولت در امر بهره برداری
- عدم حساسیت نسبت به مواد سمی
در میان جاذب‌های متداول در فرآیندهای جذب که امروزه استفاده از آن‌ها بسیار متداول است می‌توان به کربن فعال اشاره کرد. کربن فعال به عنوان یک جاذب دارای کاربردهای مهم و حیاتی میباشد. این ماده از پیرولیز مواد گیاهی حاوی کربن تولید می‌شود و تحت عملیات فعالسازی قرار می‌گیرد. با توجه به نوع مواد خام مصرفی، کربن‌های فعال دارای اندازه منافذ و شکل‌های متفاوت هستند و از طرفی با توجه به توزیع اندازه منافذ، دارای کاربردهای گسترده و ویژه‌ای می‌باشند.کربن‌های فعال به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد و همچنین قیمت پایین درمقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشند.
مهم‌ترین مشخصه‌های کربن فعال :
- سطح ویژه بالا
- ساختار منفذی
- ظرفیت جذب بالا
- قابلیت فعالسازی مجدد سطح
- توانایی بالای جداسازی بو، رنگ و مزه‌های غیردلخواه از پساب‌های خانگی و صنعتی
هر چند تعاریف متعددی برای کربن فعال در مراجع مختلف ارائه شده‌است اما به طور کلی می‌توان گفت کربن فعال یک شبکه پیچیده از لایه‌های نا منظم کربن است. با استفاده از الگوهای اشعه‌ی ایکس مشخص می‌شود که کربن فعال غیر گرافیتی یا بی شکل است. این خاصیت کربن فعال، باعث می‌شود سطح ویژه این جاذب بسیار زیاد باشد. در حالت طبیعی، کربن فعال دارای سطحی غیر قطبی است اما هنگام تولید کربن فعال، برهمکنش سطح آن با اکسیژن، نواحی کوچکی روی سطح ایجاد می‌کند که به مقدار خیلی کمی قطبی است. این امر باعث آبگریزی کربن فعال می‌گردد و همین مشخصه باعث می‌شود بتوان از کربن فعال برای جذب گازها در حضور رطوبت استفاده کرد. کربن‌های فعال تجاری از مواد آلی غنی از کربن، زغال سنگ، چوب، پوست برخی دانه‌ها مثل فندق، بادام و نارگیل تهیه می‌گردد.
کربن فعال به سه صورت زیرطبقه‌بندی می‌شود:
- پودری
- گرانولی
- شکل‌دار
کربن فعال به دلیل انتخاب پذیری بالای آن نسبت به طلا، شستشوی آسان و بزرگی اندازه ذرات آن برای بازیابی طلا از محلول‌های سیانیدی استفاده می‌شود.
کاربردهای این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده در معادن طلا
- حذف کلر از آب
- ساخت کاتالیزورها
- حامل زیست توده
- حامل مواد شیمیایی
که بسیار مناسب برای پمپ نمونه برداری های جهت نممونه برداری عوامل زیان آور محیطی میباشد.
