Than hoạt tính lọc nước

Than Hoat Tinh Loc Nuoc 1

Than hoạt tính là vật liệu được sử dụng phổ biến và rất linh hoạt trong cuộc sống. Tuy nhiên, để làm ra được sản phẩm trên thị trường thì cần một quá trình khá phức tạp. Hiểu hơn về nguồn gốc tạo thành và ứng dụng giúp bạn an tâm hơn, cũng như tận dụng lợi ích toàn diện của vật liệu này.

1. Than hoạt tính là gì?

1.1. Khái niệm

Than hoạt tính là một dạng cacbon cực kỳ xốp được sử dụng để lọc nước và không khí. Từ các vật liệu với hàm lượng cacbon cao ban đầu, trải qua quá trình xử lý tạo thành cấu trúc rỗng, khá phức tạp, và có khả năng hấp phụ cực kỳ tốt.

Với diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, giá thành hợp lý, vật liệu phù hợp cho nhiều mục đích công nghiệp dân dụng. Điển hình như lọc không khí, xử lý nước sạch, xử lý nước thải,  y tế, làm đẹp,…

Làm than hoạt tính từ gáo dừa
Làm than hoạt tính từ gáo dừa

1.2. Than hoạt tính được tạo ra như thế nào?

Than hoạt tính được xử lý vật lý hoặc hóa học để tạo ra các vi sợi, làm tăng đáng kể diện tích bề mặt. Nguyên liệu thô chính được sử dụng là bất kỳ vật liệu hữu cơ nào có hàm lượng cacbon cao như: củi, than tre, gáo dừa, gỗ, xơ dừa, than non, than bùn… theo phương pháp hoạt hóa ở nhiệt độ cao.

icon Cách thứ nhất là kích hoạt hơi nước, còn được gọi là kích hoạt vật lý. Trong quá trình này, nguyên liệu thô được chuyển đổi bằng cách sử dụng khí nóng, tiếp theo là không khí đốt cháy. Kích hoạt vật lý sử dụng cacbon hóa hoặc oxy hóa và yêu cầu nhiệt độ trên 600 độ C.

icon Một cách khác đó là kích hoạt hóa học. Trong quá trình này, nguyên liệu thô được ngâm tẩm hóa chất, thường là axit, bazơ hoặc một loại muối. Vật liệu sau đó được xử lý ở nhiệt độ thấp hơn, khoảng 450 đến 900 độ C. Do nhiệt độ yêu cầu thấp hơn, kích hoạt hóa học thường là phương pháp hiệu quả hơn.

Cấu trúc than hoạt tính sau khi được hoạt hóa
Cấu trúc than hoạt tính sau khi được hoạt hóa

Trải qua quá trình xử lý, diện tích bề mặt trong than hoạt tính được tăng lên đáng kể. Bạn có thể hình dung chỉ với 50 gram than có bề mặt vật lý tương đương với khoảng 10 sân bóng đá.

1.3. Các loại than hoạt tính

Có 3 loại chính:

iconDạng bột: thông thường được chế tạo ở dạng bột hoặc mịn có kích thước nhỏ hơn 1nm. Trung bình khoảng từ 0.15 – 0.25nm. Do đó, chúng có khả năng tiếp xúc bề mặt, và khả năng khuyếch tán lớn.

Loại than này thường được sử dụng để khử mùi, khử màu, các chất hòa tan trong lọc nước, bể trộn, bể trọng lực. Tuy nhiên, do kích thước nhỏ dễ bị hòa tan nên dạng bột thường được dùng dưới dạng bổ trợ trong những hệ thống xử lý công nghiệp. Than được thêm vào chất lỏng cần xử lý, sau khi hấp phụ, được loại bỏ bằng quá trình lắng và lọc.

Than hoạt tính dạng bột
Than hoạt tính dạng bột

iconDạng hạt: có kích thước tương đối lớn so với dạng bột, do đó diện tích bề mặt tiếp xúc nhỏ hơn. Dạng hạt được sử dụng phổ biến trong lọc nước gia đình và nước tinh khiết. Tuy nhiên, bề mặt tiếp xúc hạn chế, nên nếu tốc độ dòng chảy quá lớn thì không hiệu quả.

than hoạt tính dạng hạt
Than hoạt tính dạng hạt

iconDạng viên nén: có dạng hình trụ đường kính từ 0.8 – 45mm, là loại được sử dụng phổ biến nhất nhất hiện nay vì độ bền cao, và hàm lượng bụi thấp. Có tác dụng để lọc cặn,các độc tố, khử mùi,… Chúng được áp dụng nhiều trong các hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt, nước giếng khoan, sông, hồ…

Than Hoat Tinh Dang Vien Nen
Than hoạt tính dạng viên nén

2. Ứng dụng

Trong sinh hoạt:

icon Rất hữu ích cho việc khử mùi các không gian kín như tủ lạnh, phòng bếp, nhà kho.

icon Lọc nước sinh hoạt gia đình với mục đích: khử mùi hôi tanh, loại bỏ clo dư trong nước uống,…

Trong công nghiệp được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: 

icon Xử lý ô nhiễm khí thải.

icon Ứng dụng trong chế tạo máy lọc không khí, máy lạnh, máy hút mùi…

icon Là nguyên liệu trong sản xuất mặt nạ phòng độc, mặt nạ,…

icon Các ngành công nghiệp hỗ trợ như luyện vàng, mạ điện, thu hồi kim loại quý.

icon Hỗ trợ khử mùi cho các ngành công nghiệp chế biến như chế biến hải sản, thuốc lá.

icon Sản xuất hóa chất, dầu khí, thuốc,…

icon Lọc nước sinh hoạt, nước uống, xử lý nước ngầm, nước thải trong công nghiệp.

3. Than hoạt tính trong xử lý nước

3.1. Thí nghiệm chứng minh khả năng hấp phụ

Thí nghiệm: nhỏ vài giọt dung dịch methylene có màu xanh vào 2 cốc nước sạch. Sau đó dùng đũa khuấy đều, để màu xanh của methylente tan đều trong nước. Một cốc được thử nghiệm lọc sạch bằng than hoạt tính. Cốc còn lại để nguyên để so sánh.

Than Hoat Tinh Loc Nuoc 1
Hai cốc nước ban đầu
Than Hoat Tinh Loc Nuoc 2
Nhỏ dung dịch methylene

Sau thời gian chưa đầy 3 phút cốc nước chứa than hoạt tính đã trở lại màu trong suốt. Điều này chứng tỏ khả năng hấp phụ màu rất tốt. Bên cạnh khả năng hấp phụ màu, loại than này còn có khả năng hấp phụ mùi, vị lạ trong nước mà không làm thay đổi tính chất căn bản của nước sạch.

Than Hoat Tinh Loc Nuoc 4
Cho than hoạt tính vào một cốc
Than Hoat Tinh Loc Nuoc 5
Cốc chứa than nước trong trở lại

3.2. Cơ chế lọc của than hoạt tính:

icon Lọc cơ học: nước khi đi qua lõi lọc, các lỗ nhỏ trong cấu trúc than giúp hấp phụ và loại bỏ các tạp chất trong nước.

icon Lọc hút bám: với đặc điểm không thấm nước, các tạp chất hòa tan trong nước, các chất hóa học được giữ lại khi đi qua lớp than hoạt tính.

Với tác dụng loại bỏ các chất gây ô nhiễm và khử mùi một cách hiệu quả, quá trình lọc phụ thuộc vào đặc tính xốp của vật liệu này. Tốc độ hấp phụ các chất gây ô nhiễm phụ thuộc vào như: loại than, không gian lỗ rỗng trong than và nồng độ chất ô nhiễm có trong nước.

Kích thước hạt của than càng mịn thì khả năng tiếp cận với diện tích bề mặt càng tốt và tốc độ động học hấp phụ càng nhanh. Tính hấp phụ của than chính là sự gắn kết hoặc bám dính các nguyên tử, ion, phân tử lên bề mặt than.

Khi nước chảy qua cột lọc than, hóa chất bị hấp phụ vào than, tạo ra nguồn nước tinh khiết hơn. Hiệu quả lọc nước phụ thuộc vào lưu lượng và nhiệt độ của nước. Thực tế, hầu hết các bộ lọc than hoạt tính nên được sử dụng với áp suất thấp và nước lạnh.

3.3. Than hoạt tính loại bỏ những gì trong xử lý nước?

Với hiệu quả trong việc loại bỏ từ 60-80 chất ô nhiễm. Khả năng lọc nước của than phụ thuộc vào chất lượng và dạng than sử dụng. Khả năng loại bỏ của than hoạt tính lọc nước như sau:

Clo

Nước máy khi làm sạch được thêm Clo để khử trùng. Sử dụng than hoạt tính là lựa chọn tuyệt vời trong việc loại bỏ clo và mùi vị khó chịu. Một bộ lọc chất lượng có khả năng loại bỏ đến 95% mùi Clo.

Thuốc trừ sâu

Thuốc trừ sâu dùng kiểm soát sâu bệnh trong nông nghiệp rất dễ đi vào nước mặt (hồ, sông suối) và nước ngầm cùng khu. Than hoạt tính có khả năng loại bỏ 14 loại thuốc trừ sâu phổ biến nhất bao gồm Chlordane, Chlordecone (CLD / Kepone), Glyphosate (Round-up), Heptachlor và Lindane.

Thuốc diệt cỏ

Than hoạt tính được thử nghiệm để loại bỏ 12 loại thuốc diệt cỏ phổ biến nhất bao gồm 2,4-D và Atrazine.

Nitrat (NO32-)

Nitrate là một trong những hợp chất quan trọng nhất đối với thực vật. Nitrate không có tác dụng gây hại đối với người lớn trừ khi nó có lượng rất cao. Tuy nhiên, quá nhiều Nitrate trong nước có thể gây ra bệnh Methemoglobinemia. Nitrat trong nước máy chủ yếu có nguồn gốc từ phân bón, hệ thống tự hoại. Than hoạt tính làm giảm nồng độ nitrat 50-70% tùy thuộc vào chất lượng của bộ lọc.

Chất hữu cơ

Các hạt hữu cơ và hóa chất bị giữ lại bên trong. Quá trình hấp phụ phụ thuộc vào 5 yếu tố chính:

1) Tính chất vật lý của than hoạt tính (diện tích bề mặt và phân bố kích thước lỗ rỗng).

2) Cấu tạo hóa học của nguồn carbon (lượng hydro và oxy).

3) Hóa chất và nồng độ của chất gây ô nhiễm.

4) PH nước và nhiệt độ.

5) Thời gian nước tiếp xúc với bộ lọc.

Khử mùi

Với cấu trúc đặc biệt, than hoạt tính có diện tích tiếp xúc bề mặt rất lớn (500-2500 m2/g), lớn rất nhiều so với các loại than thông thường khác. Vì vậy độ hấp phụ và các thông số kỹ thuật khác cũng cao hơn rất nhiều, nên sản phẩm có những tính năng vượt trội hơn những loại than hoa khác.

Chính vì thế, chúng được ứng dụng rộng rãi trong công tác khử mùi, khử khí độc và các chất độc hại trong nước và không khí. Than hoạt tính khử mùi được sử dụng nhiều trong các nhà máy, khu công nghiệp. Bởi so với các chất liệu lọc, khử mùi khác, than hoạt tính có giá thành rẻ hơn rất nhiều lần. Hơn nữa, hoàn toàn không gây độc hại cho người sử dụng và môi trường với khả năng xử lý các tạp chất trong không khí vô cùng ưu việt.

Thêm vào đó, chúng còn có tác dụng chống nhiễm phóng xạ, diệt khuẩn và diệt virus,… làm sạch không khí trong phòng, nhà bếp, nhà ăn,… Do có đặc tính hấp phụ cao nên than hoạt tính được dùng để xử lý nước trong các dây chuyền lọc nước. Giúp khử các chất hữu cơ hoà tan trong nước, làm sạch vết của các kim loại nặng hoà tan, khử Clo dư trong nước và đường ống nước thải của các khu công nghiệp.

3.4. Than hoạt tính không có khả năng xử lý những gì?

Mặc dù khả năng xử lý nước rất lớn, nhưng cũng có một số chất chúng không loại bỏ:

icon Các khoáng chất có lợi cho sức khỏe như magiê, kali, natri và Canxi (điều này có nghĩa là TDS thường không bị giảm khi sử dụng than hoạt tính).

3 Các chất rắn hòa tan bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại.

3 Hầu hết các chất gây ô nhiễm vi sinh bao gồm u nang, coliform, virus và vi khuẩn.

3 Các chất ô nhiễm vô cơ như asen.

3 Các chất phóng xạ (chúng đã bị giảm trong quá trình lọc).

3.5.  Cách sử dụng than hoạt tính trong lọc nước

Ngoài các tính năng kể trên, than hoạt tính lọc nước cũng có thể loại bỏ các hóa chất độc hại như trihalomethanes (THMs), thuốc trừ sâu, biphenyls polychlorin hóa (PCB) và hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs). Các hóa chất này với hàm lượng lớn ở trong nước có khả năng gây nguy hiểm với người sử dụng.

Cách dùng than hoạt tính dạng hạt để lọc nước:

icon Cần rửa sạch bụi bẩn trước khi cho vào bể lọc.

icon Lớp than được nằm giữa lớp cát lọc ở phía trên và các vật liệu lọc khác như cát, sỏi, cát thạch anh ở phía dưới. Than có độ dày 10 – 30cm tùy theo điều kiện, và tính toán thiết kế.

icon Cần phải tách than hoạt tính, cát, sỏi,… bằng một lớp lưới để tránh gây xáo trộn sẽ làm giảm hiệu quả khi sử dụng than.

icon Tuy nhiên, vật liệu này chỉ có thời gian sử dụng nhất định, sau một thời gian sử dụng, với khối lượng nước đã được tính toán, chúng sẽ không còn khả năng bão hòa và hấp phụ, cần phải bỏ lớp than cũ đi và thay bằng lớp mới.

4. Làm than hoạt tính tại nhà có khả thi không?

Làm than hoạt tính tại nhà để sử dụng là một cách làm phổ biến. Tuy nhiên, sẽ mất khá nhiều thời gian liên quan đến việc đốt cháy nhiệt độ cao, nghiền than và trộn chất kích hoạt. Hơn nữa tốn khá nhiều chi phí và chưa chắc đã đảm bảo được chất lượng như trong quy trình nhà máy.

Làm than hoạt tính ở nhà mất nhiều thời gian và chi phí
Làm than hoạt tính ở nhà mất nhiều thời gian và chi phí

Than được sản xuất ở quy mô công nghiệp với số lượng lớn giá thành cũng khá rẻ, phù hợp với nhiều người sử dụng. Tính tổng chi phí thời gian, công sức và chi phí nguyên liệu thì mua than trên thị trường sẽ tốt hơn tự làm.

5. Một số loại than hoạt tính trên thị trường

Thị trường than hoạt tính tại Việt Nam hiện đang phân phối rất nhiều loại cả trong nước và nhập khẩu quốc tế. Sản phẩm trong nước như than hoạt tính gáo dừa Trà Bắc là thương hiệu có uy tín tốt. Một số sản phẩm nhập khẩu như: DGF (Đức), Vican (Ấn Độ), Norit (Hà Lan),…

Than Hoat Tinh Calgon
Than hoạt tính Calgon

Chất lượng than được đánh giá dựa trên các thông số như: chỉ số iot, hàm lượng tro, độ ẩm, độ pH, kích thước hạt… Người tiêu dùng nên lưu ý đến các chỉ số này để mua được sản phẩm tốt với giá thành hợp lý. Ngoài những thông số của nhà sản xuất, quá trình lưu trữ sản phẩm của nhà phân phối cũng sẽ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm.

Ví dụ như độ ẩm quá cao sẽ ảnh hưởng tới hoạt tính và khả năng xử lý của sản phẩm.

Hi vọng rằng, bài viết trên đã giúp bạn đọc có cái nhìn tổng quát hơn về than hoạt tính. Đây là vật liệu vô cùng an toàn với sức khỏe con người, và được xem là có khả năng hấp phụ tốt nhất.

—————

TOÀN Á – ĐỘT PHÁ CÔNG NGHỆ NƯỚC

➡️➡️➡️ Liên hệ ngay với chúng tôi:

Địa chỉ: Km12 đường Ngọc Hồi, Tứ Hiệp, Thanh Trì, Hà Nội

Hotline: (+84) 913 543 469

Email: toanajsc@toan.vn

Website: www.toana.vn

Facebook: facebook.com/TOANAJSC2003/

Youtube: youtube.com/c/toanajsc/

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *