دو روش اصلی فعال سازی

دو روش اصلی فعال سازی وجود دارد:

فعال سازی بخار: فعال سازی بخار با بخار در دمای بین 800 تا 1000 درجه سانتی گراد انجام می شود. در این دماها یک واکنش آب-گاز فوری رخ می دهد و ماده کربنی شده را به گاز تبدیل می کند. سپس هوا برای سوزاندن گازها بدون سوختن کربن وارد می شود. این فرآیند یک فرم درجه بندی شده، غربال شده و غبار زدایی از کربن فعال تولید می کند. کربن فعال شده توسط بخار عموماً دارای ساختار منافذ ظریفی است که برای جذب ترکیبات فاز مایع و فاز بخار ایده آل است.

فعال‌سازی شیمیایی: با فعال‌سازی شیمیایی، ابتدا کربن با یک عامل کم‌آبی قوی پر می‌شود، که معمولاً شکل خمیری اسید فسفریک (P2O5) یا کلرید روی (ZnCl2) است. خمیر در دمای بین 500 تا 800 درجه سانتیگراد گرم می شود تا کربن فعال شود. فعال سازی شیمیایی کربن فعال را با ساختار منافذ بسیار باز تولید می کند که آن را برای جذب مولکول های بزرگ مناسب تر می کند.

تصفیه آب کربن فعال اساساً برای دو هدف تصفیه آب استفاده می شود و هر کدام به روش های کاملاً متفاوتی عمل می کنند.

1.      حذف کلر: کربن فعال ممکن است برای حذف کلر با تخریب یا آسیب کمی به کربن استفاده شود. دکلره به سرعت اتفاق می افتد و نرخ جریان معمولا بالا است. با این حال، این فرآیند به سطح وسیعی نیاز دارد و مواد آلی موجود در آب در نهایت پر شده و منافذ کربن را مسدود می‌کنند. در نهایت، فیلتر کربن فعال باید تعویض شود زیرا توانایی آن در کلر زدایی آب به آرامی کاهش می یابد. کربن مصرف شده را می توان دوباره فعال کرد. با این حال، فیلترهای فعال شده مجدد فقط باید در برنامه های تصفیه فاضلاب استفاده شوند. یکی از مزیت‌های استفاده از AC هزینه عملیاتی کم و عملکرد مجازی "ایمن از شکست" پس از نصب آن است. یکی از معایب این است که با حذف کلر از بالاترین لایه محیط، AC یک محیط مرطوب ایده آل برای رشد و تکثیر باکتری ها فراهم می کند. باکتری ها می توانند در کاربردهای پزشکی یا زمانی که از کربن به عنوان پیش تصفیه برای معکوس کردن اسمز استفاده می کنند، مشکلاتی ایجاد کنند.

2.       حذف مواد آلی: هنگامی که آب از فیلتر کربن فعال عبور می کند، ذرات آلی و مواد شیمیایی از طریق فرآیندی به نام "جذب" در داخل آن به دام می افتند. فرآیند جذب به 5 عامل کلیدی بستگی دارد: 1) خواص فیزیکی کربن فعال (مساحت سطح و توزیع اندازه منافذ). 2) ترکیب شیمیایی منبع کربن (مقدار هیدروژن و اکسیژن)؛ 3) ترکیب شیمیایی و غلظت آلاینده؛ 4) pH و دمای آب؛ و 5) مدت زمانی که آب در معرض فیلتر کربن فعال قرار می گیرد (به نام زمان تماس بستر خالی یا EBCT).