Węgiel aktywny zyskał zastosowanie w skutecznym usuwaniu posmaku, zapachu, chloru, pestycydów i niektórych innych zanieczyszczeń. Jest to jedna z najczęściej stosowanych technologii uzdatniania wody pitnej.

Węgiel aktywny to czarny proszek lub granulki otrzymane z torfu, drewna, węgla, łupin itp. Węgiel staje się „aktywny” dzięki przetwarzaniu w bardzo wysokich temperaturach, które zmieniają jego strukturę, porowatość i zwiększają powierzchnię. Ważnym czynnikiem jest duża powierzchnia, która zapewnia większą przestrzeń do adsorpcji (wiązania) zanieczyszczeń z przefiltrowanej wody. Łyżeczka węgla aktywnego może mieć całkowitą powierzchnię dochodzącą do wielkości boiska piłkarskiego.

Stosunkowo niski koszt i szeroka dostępność sprawiają, że węgiel aktywny jest doskonałym medium nadającym się do szerokiego zakresu zastosowań.

Dwie formy węgla aktywnego

Węgiel aktywny stosowany jest w filtracji wody w dwóch podstawowych formach: granulowany węgiel aktywny (GAC) oraz blok węglowy (CB). Obie formy wykorzystują węgiel, który został zmielony na małe cząstki. Podczas gdy w przypadku GAC węgiel jest mielony na granulki o wielkości od 0,30 mm do 0,84 mm, do produkcji bloków węglowych węgiel jest mielony na cząstki do 19 razy mniejsze (0,045 mm).

Filtry GAC są wypełnione granulatem, przez który przepływa przefiltrowana woda. Rozpoznasz je również po tym, że przy potrząśnięciu słychać odgłos przesypującego się węgla.

Bloki węglowe są wytwarzane z mielonego węgla oraz spoiwa pod wysokim ciśnieniem i przy wysokiej temperaturze. Proces produkcyjny jest bardziej wymagający i wolniejszy. Jednak kompresja zapewnia większą zmienność kształtu filtra.

Granulowany węgiel aktywny (GAC)

Blok węglowy (CB)

Dlaczego blok węglowy to lepszy wybór

W przypadku filtrów GAC węgiel we wkładach filtracyjnych układa się swobodnie, dzięki czemu woda przepływa pomiędzy granulkami bez najmniejszego oporu. Nierównomierna struktura porów pomiędzy poszczególnymi granulkami skraca czas kontaktu wody z medium filtracyjnym, a tym samym ogranicza jego zdolność do usuwania zanieczyszczeń.

Wprost przeciwnie, blok węglowy zmielonego węgla aktywnego i spoiwa utrwalającego tworzy stabilną jednorodną całość z równomiernie rozłożonymi cząstkami węgla. Jednolita struktura bloku węglowego wymusza przepływ wody przez statyczne pory i zwiększa czas kontaktu wody z medium filtracyjnym, co zwiększa zdolność usuwania zanieczyszczeń. Większa liczba cząstek węgla (a tym samym większa powierzchnia styku) i ich jednolita struktura pozwalają blokowi węglowemu znacznie skuteczniej usuwać lub redukować zanieczyszczenia.

Z tych powodów ziarnisty węgiel jest zwykle stosowany jako metoda usuwania zanieczyszczeń takich jak smak, zapach i kolor. Filtry GAC najlepiej sprawdzają się w miejscach o wysokich wymaganiach dotyczących przepływu, ale gdzie nie jest konieczne uzyskanie jakości wody pitnej poprzez filtrację, np. do kąpieli, toalet i innych zastosowań. Filtry węglowe wykraczają poza estetyczną poprawę wody, usuwając cząsteczki, pasożyty, lotne związki organiczne i inne zanieczyszczenia.

Z punktu widzenia klienta w przypadku filtrów GAC, pył węglowy uwalniany podczas ich pierwszego użycia może być również czynnikiem negatywnym. Dzieje się tak, ponieważ nowe filtry początkowo uwalniają drobny pył z węgla, co powoduje lekkie zabarwienie przefiltrowanej wody. Ze względu na swoją statyczną strukturę blok węglowy uwalnia tylko minimalną ilość drobnych cząstek węgla podczas pierwszego rozruchu. Minimalizuje to potrzebę wielokrotnego płukania.

Kolejną zaletą bloku węglowego (CB) nad węglem ziarnistym (GAC) jest to, że rozmiar porów w bloku można zminimalizować aby praktycznie wyeliminować rozwój bakterii wewnątrz filtra. W przypadku ziarnistego węgla, wolne złoże może zapewnić wystarczającą przestrzeń do kolonizacji bakterii.

Jak działa filtr węglowy

Podstawowym procesem filtracji jest filtracja mechaniczna. Filtr węglowy działa jak sito, w którym cząsteczki większe niż pory filtra są zatrzymywane przez filtr. Bloki węglowe mogą również mechanicznie filtrować cząstki o wielkości nawet pół mikrona (submikronowe).

Filtry węglowe również wykorzystują adsorpcję fizyczną. Jest to proces, w którym cząsteczki węgla przyciągają i zatrzymują zanieczyszczenia. Ta zdolność absorpcyjna jest w niektórych przypadkach wzmacniana przez pojemność katalityczną. Na przykład chlor rozpuszczony w wodzie przekształca się w nieszkodliwy chlorek na powierzchni węgla aktywnego.

Filtry CarbonBlock w urządzeniach Quell

Filtracja węglem aktywnym jest drugim lub jedynym etapem filtracji wody w większości innych urządzeń filtrujących. Urządzenia filtrujące Quell wykorzystują wkład filtrujący z bloku węglowego jako pierwszy stopień filtracji. Oprócz wszystkich swoich zalet i możliwości filtracyjnych, służy również jako drugi stopień ochrony filtracyjnej – Disruptor ™, który wyłapuje inne pozostałe zanieczyszczenia.