مقایسه فیلتر های کربن اکتیو ذغالی ، چوبی و کربن نارگیلی

همینطور که ما به سمت آینده ای آگاه از سلامتی و مبتنی بر تکنولوژی پیش میرویم ، ما هم با حقایق و مشکلات دنیای مدرن و هم با شگفتی های به وجود آمده برای کنترل کردن آنها مواجه میشویم . یکی از حقایقی که با آن روبه رو میشویم کیفیت آب شهری است . آب شهری مملو از مواد شیمیایی است که برخی از آنها سرطان زا است . خوشبختانه برای این مشکل راه حلی نیز موجود است ؛ فیلتر های کربن بلاک .

فیلتر های کربن بلاک ویژگی های کربن اکتیو را به کار می گیرد که به طور کلی به انواع زیر تقسیم میشود :

• کربن اکتیو مبتنی بر ذغال
• کربن اکتیو مبنی بر چوب
• کربن اکتیو مبتنی بر نارگیل

در این مقاله تفاوت های سه فیلتر کربن فعال ذکر شده را با هم مقایسه خواهیم کرد.

در حالیکه فیتر های کربن اکتیو ذغالی فرم قدیمی تر تکنولوژی می باشند ، فیلتر های کربن اکتیو مبتنی بر پوست نارگیل به عنوان یک گزینه ی بسیار موثر و قابل اطمینان در تصفیه آب رشد کرده اند.

علاوه بر آن ما دلیل نیاز شما برای داشن یک فیلتر آب ، تاریخچه فیلتر های کربن اکتیو و فاکتور های متمایزی که یک ماده باید به عنوان فیلتر آبب داشته باشد را مورد بررسی قرار میدهیم .

چرا مردم از فیلتر های کربن بلاک استفاده میکنند ؟

جواب کوتاه این است که آب شهری پر است از مواد شیمیایی ، ریزذرات موجود در آب ، باکتری ها ، مواد آلی و زهرآبه ها که یا کاملا بی کیفیت است یا کیفیت مناسبی و استانداردی ندارد . فیلتر های کربن بلاک خط دفاعی معروفی را در مقابل این نوع از مواد نفوذ کننده فراهم می کند. با نصب یکی از اینها در خانه خود مهم نیست که در سیستم لوله کشی بیرون از خانه چه اتفاقی می افتد ، آب خانه خودتان در مقابل این آلاینده ها محفوظ میماند.

دلیل اینکه مواد شیمیایی و زهرآبه ها به آب های خانگی راه پیدا میکنند به چالش هایی که شرکت های تاسیساتی با آن روبه رو می شوند مربوط است . وقتی که آب از یک منبع طبیعی استخراج میشود ، ممکن است به نوعی آشامیدنی باشد. به دلایل بهداشتی، این آب معمولا بدون توجه به خاصیت آشامیدنی بودن ابتدایی اش ، مورد ضد عفونی قرار می گیرد. گرچه به منظور پخش بین خانه ها ، این آب باید از شبکه های لوله کشی بسیار بزرگی رد شود. به همین دلیل هم فرصت های بسیاری برای حمل آلاینده هایی مانند باکتری را دارد.

راه حل برای این مشکل آن است که این آب را با مواد شیمیایی مانند کلر ضدعفونی کنیم .  مواد شیمیایی دیگر هم راه خود را برای نفوذ به این آب فراهم میکنند. مواد آلی فرّار ، هیدروفلوئوریک اسید ، سولفات ها ، نیترات ها ، و حتی برخی از ایزوتوپ های رادیو اکتیو مانند رادیوم .اینها می توانند محصولات جانبی گند زدائی باشند. سایر موارد ممکن است ناشی از رواناب حاصل از کشاورزی ، چمنزارها ، خیابان ها و صنایع باشد . گرچه انحلال موادی مانند رادیوم به طور طبیعی در پوسته ی زمین رخ می دهند ، به هر حال حداقل یک یا دو تا از این مواد مضر ، هنوز در آب های شهری موجودند و نیاز به تصفیه ی آنها است.

تاثیر فیلتر های کربن بلاک ، به دلیل برخی خاصیت های فوق العاده کربن اکتیو است که به عنوان بهترین و امیدوار کننده ترین روش برای تصفیه کردن آب شناخته شده است.

تصفیه آب با کربن اکتیو چگونه است ؟

کرین اکتیو ماده ای جاذب است و ساختاراین ماده ، حاوی کربن است . بسیار پر منفذ با ساختاری سخت است که از در کنار هم قرار گرفتن اتم های کربن به صورت نامنظم تشکیل میشود. بی نظمی این ساختار سبب به وجود آمدن میلیون ها روزنه سر تا سر این ماده می شود.

این برآمدگی ها و شکاف ها ، سبب به وجود آمدن خاصیت جذب کنندگی بی نظیری می شود . برای مثال یک گرم از کربن اکتیو چیزی در حدود 3000 متر مربع سطح تماس دارد.

از آنجایی که کربن یکی از مواد تشکیل دهنده ی زندگی و دنیای اطراف ماست ، کربن اکتیو از منابع زیادی قابل برداشت است(مثلا هسته زیتون ، پیت ماس و …). گرچه تصفیه ی آب یک سری قید به کربن فعال تحمیل می کند. انتخاب نوع خاصی از ماده که آب را جذب میکند ، کمترین مقدار بو و طعم را به آب اضافه میکند ، نا خالصی ها را حذف میکند و در حین فرآیند مسدود نمیشود ، بسیار مهم است. به این دلایل ، شرکت کننده های اصلی برای این کار کربن اکتیو های ساخته شده از ذغال سنگ ، چوب و پوسته نارگیل هستند.

تصفیه آب با کربن اکتیو های ذغال سنگی

ذغال سنگ برای تصفیه کربنی راحت است زیرا به طور آماده اکتیو است و دسترس پذیری زیادی دارد.سه نوع ذغال سنگ وجود دارد که در این نوع تصفیه به کار میرود. ذغال سنگ آنتراسیت ، ذغال سنگ بتمنس(قیری) و ذغال سنگ لیگنیت(قهوه ای). از بین اینها ذغال سنگ بتمنس انتخاب ایده آلی است . به دلیل ریز تخلخل هایش ، مقاومت در برابر ضربه ، قدرتش و سهولت بازسازی آن. این نوع ذغال سنگ معمولا با نام ذغال سنگ سیاه یاد میشود و شامل موادی است که در آسفالت استفاده می شود.

دلیل اینکه ذغال سنگ لیگنیت نسبت به ذغال سنگ بتمنس کمتر استفاده میشود ، آن است که مقدار کربن در آن زیاد نیست. و این یعنی دارای مواد معدنی بیشتری است و منفذ های زیادی را نسبت به نوع دیگر ذغال سنگ ندارد. جاذبه بیشتر توسط این منافذ رخ می دهد ، بنابر این هر چه نرخ این منافذ در وزن معین بیشتر باشد بهتر است. ذغال سنگ آنتراسیت گرچه در برخی از صنایع مفید است ، اما به دلیل سختی در خاصیت فعال بودن ، در صنعت تصفیه آب کاربرد زیادی ندارد.

ذغال سنگ بتمنس  وقتی شکل میگیرد که ذغال سنگ لیگنیت تحت فشار بالایی قرار گیرد. به این دلیل در طبیعت به عنوان سنگ رسوبی آلی یافت میشود و نتیجه باتلاقی است که در زمان های گذشته فشرده شده است. این نوع ذغال سنگ دارای چیزی بین 70 تا90 درصد کربن است.

اما کربن های ذغال سنگی به این دلایل هنوز هم بهترین گزینه برای تصفیه نیستند :

• نیاز به استخراج از معدن دارند. برای اینکه ذغال سنگ بتمنس استخراج شود ، نیاز است که در زمین معدن کاری شود. استخراج از معدن ، در حالیکه یکی از حیاتی ترین قسمت ها در بسیاری از صنایع است ، در این مورد با استفاده از انواع دیگر کربن میتواند مورد اجتناب قرار بگیرد.استخراج ذغال سنگ اغلب برای محیط زیست مخرب است و به طور خاص ذغال سنگ بتمنس برای معدن کاران به دلیل گاز های قابل اشتعالی که تولید میکند ، خطرناک است.
• روی طعم تاثیر میگذارد. ذغال سنگ بتمنس طعم خاصی را روی آب میگذارد که به نتیجه ی آزاد کردن ریز ماده های جانبی در آب است.
• مواد نا سالم شیمیایی را شامل می شود که در آب آزاد می شوند. گرچه ذغال سنگ هنوز هم امن ترین روش برای تصفیه کربن بلاک است، اما مواد شیمیایی خاصی دارد که به درون آب می روند که این مورد روی طعم آب اثر میگذارد و محصول نهایی کمتر تصفیه شده ای را فراهم میکند.
• دارای منافذ بزرگتری نسبت به انواع دیگر کربن اکتیو ها است. منافذ ذغال سنگ بتمنس بسیار بزرگ تر از منافذ دیگر کربن بلاک ها است که باعث می شود از تصفیه موارد ریز تر ناتوان باشند.

تصفیه کربنی بر پایه چوب

چوب نوع متمایزی از تصفیه را نسبت به ذغال سنگ فراهم میکند.کربن های بر پایه چوب دارای نوع دیگری از تخلخل (بیشتر منافذ متوسط و بزرگ) هستند. که چگالی کمتری را میسازد.از آنجایی که کربن اکتیو از چوب تولید میشود ، منبعی تجدید پذیر است و نیاز به استخراج از معدن ندارد. مشکلی که در مورد این نوع کربن ها موجود دارد این است که درخت ها دهه ها طول میکشد تا درخت ها به بلوغ خود برسند ، پس بنابر این کربن اکتیو های تولید شده از این روش به این زمان وابسته اند.

یکی از دلایل محکم مناسب بودن کربن های چوبی ، بی رنگ کردن و حذف طعم از آب است .به دلیل فراوانی منافذ بزرگترش ، مواد معدنی حل شده ی خاصی را جذب میکند و ذرات بزرگتر را حذف می کند. تصفیه خانه های فاضلاب از آن برای تصفیه کردن آب استفاده می کنند ؛ در حالیکه صنایع غذایی اغلب از آن برای بی رنگ کردن آب میوه ها ، مواد الکلی و سایر محصولات استفاده می کنند. همچنین کربن چوب غیر سمی است. قبل از اینکه به صورت یک بلوک کربن به هم متصل شود ، شبیه به خاک سیاه بسیار ریز است.

چوب درختان بالغ پودر می شود ، و سپس سازندگان آن را با استفاده از روش های فسفریک اسید یا کلرید روی به کربن اکتیو تبدیل می کنند .روش فسفریک اسید به دلیل افزایش سرعت و عدم تولید نمک روی ترجیح داده می شود. نتیجه کربنی است که دارای تخلخل موثر، تصفیه سریع و جذب خوب است. کربن اکتیو های مبتنی بر چوب برای کسانی که می خواهند طعم ، رنگ و بو را در آب خود از بین ببرند ، بهترین است.

ویژگی های مختلف کربن اکتیو های مبتنی بر چوب را می توان به شرح زیر خلاصه کرد :

• برای از بین بردن بعضی از آلاینده های معین مفید است.مخصوصا برای کسانی که مایل به حذف برخی از طعم ها ، بوها یا رنگ ها از آب خود هستند ، کربن اکتیو های مبتنی بر چوب گزینه مناسبی است.
• تجدید پذیر است ، اما همیشه به راحتی در دسترس نیست. به دلیل مدت زمان لازم برای رشد درختان ، هر قطعه چوب می تواند نمایانگر چندین دهه سرمایه گذاری در زمان باشد. با این حال ، این نوع منابع قابل جبران هستند و تأثیر کربنی کمی دارند.
• اندازه منافذ آن باعث می شود نتواند آلاینده های زیادی را تصفیه کند. از آنجا که کربن اکتیو های مبتنی بر چوب از منافذ متوسط و بزرگ تشکیل شده اند ، قادر به حذف بسیاری از آلاینده های ریزتر نیستند.این مورد ، روش تصفیه با کربن اکتیو های مبتنی بر چوب را برای افرادی که به دنبال تصفیه با درجه بالاتر هستند را کمتر ایده آل میکند

کربن اکتیو های بر پایه پوسته نارگیل(کوکونات)

پوسته نارگیل یکی از جدیدترین و امیدوار کننده ترین گزینه ها برای فیلترهای کربن اکتیو است. تراکم منافذ کوچک در نارگیل بسیار بیشتر از انواع دیگر کربن اکتیو ها است. یعنی مقدار سطح بیشتر و تخلخل بیشتری را داراست. در قیاس با ذغال سنگ بتمنس ، حاوی 50 درصد منافذ کوچک بیشتر است. این ویژگی سبب می شود که نارگیل بتواند مواد آلی فرار را جذب کند ، که حذف آنها از آب با استفاده از روش های دیگر دشوار است.

خلوص کربن پوسته نارگیل نیز آن را به گزینه ی بهتری برای کربن اکتیو تبدیل می کند. در حالی که کربن های دیگر به دلیل دارا بودن خاکستر معدنی می توانند در آب طعم ایجاد کنند ، پوسته نارگیلی مقدار نسبتا کمی از این خاکستر ها را داراست . این کربن یک کربن بلاک سازگار و یکنواخت ایجاد می کند که از نظر کیفیت از سایر گزینه ها بهتر عمل می کند.

 تولید کربن اکتیو پوسته نارگیل نیز ساده تر است. چوب و ذغال سنگ ، هر دو مقدار قابل توجهی از خاکستر و اجزای ریز کربن را تولید می کنند ، در حالیکه نارگیل مقدار کمتری از هر یک از این آلاینده ها را ایجاد می کند. به دلیل این کمبود گرد و غبار در این نوع کربن ، و به دلیل اینکه برداشت نارگیل یک فعالیت تجدید پذیر و سالانه است و باعث از بین رفتن درختان نمی شود ، می توان این روش را به عنوان روش سبز بدست آوردن کربن اکتیو در نظر گرفت.

مزایای کربن اکتیو مبتنی بر نارگیل

به گفته‌ی وبسایت کربن‌بلاک‌تک مزیت های استفاده از کربن اکتیو هایی بر پایه نارگیل شامل موارد زیر هستند.

• تجدید پذیر هستند. نارگیل در مناطق گرمسیری رشد می کند و می تواند برای سال های زیادی حفظ شود. این باعث میشود که به طور پیوسته ای کربن تولید کنند ، در حالیکه یک درخت در طول زندگی اش بیشتر از یک منبع برای ساخت کربن نمی تواند تولید کند .
• در طول سال رشد می کنند. نارگیل را می توان سه تا چهار بار در طول سال برداشت کرد ، که این ویژگی امکان بازیابی مداوم منابع تولید کربن را فراهم می کند.
• منبع سبز کربن هستند. به درختان به عنوان منبع ذخیره کربن فکر کنید. آنها دی اکسید کربن را از اتمسفر می گیرند و کربن را ذخیره می کنند و در این فرآیند اکسیژن تولید می کنند. با پرورش درختان نارگیل و استفاده مداوم از پوسته آنها برای تولید کربن بلاک ها ، آن منبع ذخیره ی کربن ، به شکل جامد باقی می ماند و در جو نمی سوزد.
• تخلخل بالایی دارند. علاوه بر این ، کربن اکتیو مبتنی بر پوسته نارگیل دارای چگالی بالایی از منافذ کوچک است ، که اجازه می دهند ، بهترین تصفیه ی آلاینده ها انجام شود.
• ساختار فشرده ای دارند. یکی دیگر از مزایای ریز تخلخل بودن کربن اکتیو مبتنی بر پوسته نارگیل ، ایجاد مقاومت مکانیکی بالا در کربن است. این به معنای افزایش سختی و مقاومت خوب در برابر سایش است.
• آب تمیزتری ایجاد می کنند. قابل توجه ترین مزیت آن ها این است که کربن اکتیو مبتنی بر پوسته نارگیل تمیزترین آب را در مقایسه با کربن اکتیو های دیگر ایجاد می کند. این مورد به دلیل تخلخل و حجم کل منافذ است.

چه فیلتر هایی در دستگاه تصفیه آب از کربن اکتیو تشکیل شده است ؟

طیف وسیعی از فیلتر‌ها مانند، فیلتر مرحله دوم ، کربن اکتیو پودری ، فیلتر مرحله سوم ، کربن اکتیو بلاک ، فیلتر مرحله پنجم ، فیلتر پست کربن و همچین فیلتر پشتی یخچال ساید از از کربن اکتیو تشکیل شده اند. 

فیلتر های برند لایف واتر و فیلتر های دستگاه تصفیه آب لایف واتر همگی از کربن اکتیو پوسته نارگیل استفاده می کنند.