فیلتر کربن فعال ، یک دستگاه فیلتر با بدنه مخزن که پوسته آن عموماً از جنس استنلس استیل یا پلاستیک تقویت‌شده با الیاف شیشه است و داخل آن با کربن فعال پر شده است می باشد که برای فیلتر کردن مواد آزاد، میکروارگانیسم‌ها و برخی یون‌های فلزات سنگین در آب استفاده می‌شود و به طور موثر رنگ آب را کاهش می دهد.
فیلتر کربن فعال یک تجهیزات تصفیه آب است که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان پیش تصفیه سیستم نمک زدایی تصفیه آب، می تواند کلر باقیمانده را که در مرحله فیلتراسیون مرحله قبل حذف نمی شود جذب کند. فیلتر کربن فعال همچنین می تواند به طور موثری عمر مفید تجهیزات مرحله بعدی را تضمین کند و باعث بهبود عملکرد شود. کیفیت پساب و جلوگیری از آلودگی به ویژه جلوگیری از مسمومیت با کلر باقیمانده آزاد در غشای اسمز معکوس مرحله آخر، رزین تبادل یونی و غیره. در عین حال، مواد آلاینده مانند مواد آلی مولکولی کوچک نشت‌شده از قسمت جلویی را نیز جذب می‌کند که اثرات جذب و حذف آشکاری روی بوی آب، کلوئیدها، رنگدانه‌ها، یون‌های فلزات سنگین و غیره دارد و همچنین اثر کاهشی دارد.
پارامترهای طراحی فیلتر کربن فعال باید با توجه به کیفیت آب ورودی، نیازهای تصفیه و نوع کربن فعال با توجه به تجربه عملیاتی نیروگاه های مشابه یا از طریق آزمایش تعیین شود و با اصول زیر مطابقت داشته باشد:
1. زغال فعال با استحکام مکانیکی خوب، سرعت و ظرفیت جذب بالا باید انتخاب شود.
1. فیلتر کربن فعال بعد از مبدل یون هیدروژن قرار گیرد و بتوان میزان فیلتراسیون را به طور مناسب افزایش داد.
2. فیلتر کربن فعال باید به طور منظم شستشوی معکوس شود.
از فیلتر کربن فعال به طور گسترده در صنایع مواد غذایی، پزشکی، الکترونیک، صنایع شیمیایی، فاضلاب صنعتی و سایر صنایع استفاده می شود. فیلترهای کربن فعال همچنین عمدتاً برای تصفیه آب در آب معدنی، فرآیندهای مختلف آب خالص، استخرهای شنا و سایر فرآیندها استفاده می شود. عملکردهای بو زدایی، رنگبری و حذف یون های کلر و سایر مواد آلی موجود در آب را دارد.
اصل جذب زغال فعال یا همان کربن فعال ، تشکیل لایه ای با غلظت سطحی متعادل بر روی سطح ذرات آن است. اندازه ذرات کربن فعال نیز بر ظرفیت جذب تاثیر دارد. به طور کلی، هرچه ذرات کربن فعال کوچکتر باشد، ناحیه فیلتر بزرگتر است. بنابراین کربن فعال پودر شده بیشترین مساحت کل و بهترین اثر جذب را دارد اما کربن فعال پودر شده به راحتی با آب به مخزن آب می ریزد که کنترل آن مشکل است و به ندرت استفاده می شود. کربن فعال گرانولی به دلیل تشکیل ذرات به آسانی جریان نمی یابد و ناخالصی هایی مانند مواد آلی موجود در آب به راحتی در لایه فیلتر کربن فعال مسدود نمی شود و ظرفیت جذب قوی دارد و حمل و تعویض آن آسان است.
ظرفیت جذب زغال فعال متناسب با زمان تماس با آب است. هر چه زمان تماس بیشتر باشد، کیفیت آب فیلتر شده بهتر است. باید توجه داشت که آب تصفیه شده باید به آرامی از لایه فیلتر خارج شود. کربن فعال جدید باید قبل از اولین استفاده تمیز شود، در غیر این صورت آب سیاه از آن خارج می شود. قبل از وارد شدن کربن فعال به فیلتر باید یک اسفنج به ضخامت 2 تا 3 سانتی متر در پایین و بالا اضافه کرد تا از نفوذ ذرات درشت ناخالصی مانند جلبک جلوگیری شود.پس از استفاده از زغال فعال به مدت 2 تا 3 ماه در صورت کاهش اثر فیلتر باید تعویض شود.
مواد فیلتر موجود در جاذب فیلتر کربن فعال را می توان با ماسه کوارتز با ارتفاع 0.15 ~ 0.4 متر در پایین پر کرد. به عنوان لایه پشتیبانی، ذرات شن کوارتز می تواند 20-40 میلی متر باشد و ماسه کوارتز می تواند با کربن فعال دانه ای 1.0-1.5 متری به عنوان لایه فیلتر پر شده باشد. ضخامت پر کردن به طور کلی 1 تا 2 متر است.
قبل از شارژ شدن فیلتر کربن فعال، ماسه کوارتز فیلتر پایینی باید از نظر پایداری محلول مورد آزمایش قرار گیرد. افزایش مصرف اکسیژن نباید بیش از 10 میلی گرم در لیتر باشد. پس از خیساندن در محیط قلیایی، افزایش سیلیس از 10 میلی گرم در لیتر تجاوز نمی کند.
پس از تمیز شدن ماسه کوارتز فیلتر کربن فعال، باید با دقت در تجهیزات تمیز شود، جریان آب باید از بالا به پایین شسته شود و آب کثیف باید از پایین تخلیه شود تا پساب آن شفاف شود. روی آن را بشویید. ، آب کثیف از بالا تخلیه می شود.
عملکرد فیلتر کربن فعال عمدتا حذف مواد آلی ماکرومولکولی، اکسید آهن و کلر باقی مانده است. زیرا مواد آلی، کلر باقیمانده و اکسیدهای آهن به راحتی می توانند رزین تبادل یونی را مسموم کنند، در حالی که باقیمانده کلر و سورفکتانت های کاتیونی نه تنها رزین را مسموم می کند، بلکه به ساختار غشاء آسیب می رساند و غشای اسمز معکوس را بی اثر می کند.
کار فیلتر کربن فعال از طریق بستر کربن انجام می شود. ذرات کربن فعال که بستر کربن را تشکیل می دهند دارای ریز منافذ بسیار و سطح ویژه عظیمی هستند و ظرفیت جذب فیزیکی قوی دارند. آب از بستر زغال فعال عبور می کند و آلاینده های آلی موجود در آب به طور موثر توسط زغال فعال جذب می شوند. علاوه بر این، برخی از گروه های انرژی لوله حاوی اکسیژن در قسمت آمورف سطح کربن فعال وجود دارد، به طوری که آلاینده های آلی موجود در آب عبوری از بستر کربن به طور موثر توسط کربن فعال جذب می شوند.
عوامل اصلی موثر بر اثر جذب و عمر مفید فیلترهای کربن فعال عبارتند از: نوع و غلظت آلاینده ها، زمان ماندن جریان هوا در مواد فیلتر و دما و رطوبت هوا. در انتخاب زغال فعال ، نوع فیلتر و نوع زغال فعال باید با توجه به شرایطی مانند نوع آلاینده، غلظت و حجم هوای مورد تصفیه تعیین شود.
بالادست و پایین دست فیلتر کربن فعال باید فیلتر گرد و غبار خوبی داشته باشد و مشخصات کارایی آن نباید کمتر از F7 باشد. فیلتر بالادست مانع از مسدود شدن گرد و غبار در مواد کربن فعال می شود؛ فیلتر پایین دست تولید گرد و غبار خود کربن فعال را مسدود می کند.
