آنتراسیت چیست؟ تفاوت آنتراسیت و کربن اکتیو چیست؟ آنتراسیت شکلی از زغال سنگ و کربن فعال زغال چوبی فرآوری شده از منابع مختلف است. آنتراسیت در حذف ناخالصی ها، رسوبات و مواد آلی از منابع آب بسیار موثر است. ساختار متخلخل و سطح بزرگ آن یک محیط ایده آل برای جذب و فیلتراسیون فراهم می کند. آنتراسیت میزان کربن بالایی دارد معمولاً 90-98٪ با کمترین ناخالصی و بیشترین چگالی انرژی در بین انواع زغال سنگ ها به جز گرافیت دارد. آنتراسیت دارای سختی بیشتر (حداقل 3 موه) و چگالی ظاهری نسبی 0.72-0.74 کیلوگرم بر لیتر نسبت به زغال سنگ قیر است.
یکی از تفاوت های کربن اکتیو با آنتراسیت در این است که کربن فعال به دلیل داشتن تخلخل زیاد توانایی و قابلیت بسیار بالایی جهت حذف بو و طعم آب دارد و می تواند موادی مانند کلر و بعضی فلزات سنگین را از آب حذف کند. این در حالی است که زغال آنتراسیت در حذف بو و طعم آب عملکرد ضعیفی دارد و امکان حذف کلر و فلزات سنگین را ندارد.
یکی دیگر از تفاوت آنتراسیت و کربن اکتیو در این است که کربن فعال به دلیل جذب عمق نمی تواند در بک واش به راحتی پاک سازی شود این در حالی است که آنتراسیت به دلیل جذب ملکولی ضعیف به راحتی در بک واش پاک سازی می شود.
تفاوت آنتراسیت و کربن اکتیو در چیست؟
آنتراسیت نوعی زغال سنگ سخت و فشرده می باشد که دارای درخشندگی زیر فلزی است. آنتراسیت با داشت بالاترن محتوای کربن 90-98٪، کمترین ناخالصی یا مواد فرار و بالاترین چگالی انرژی بین انواع زغال سنگ به جز گرافیت می باشد. آنتراسیت به دلیل سختی بیشتر (حداقل 3 موه) و چگالی ظاهری نسبی 0.72-0.74 کیلوگرم بر لیتر متفاوت تر از زغال سنگ قیری معمولی است. از نظر خواص شیمیایی آنتراسیت را می توان به عنوان یک ماده بین زغال سنگ قیر معمولی و گرافیت در نظر گرفت. آنتراسیت با داشتن وزن مخصوص در محدوده 1،4-1،7 و با ضریب یکنواختی پایین 1،3 تا 1،7 دارای ذرات بزرگتر و اندازه کمتر است که منجر به یک بستر بسیار یکنواخت
می شود.
تفاوت کربن فعال PAC و GAC با آنتراسیت
کربن فعال در اثر فرآیندهای فعال سازی شیمیایی یا فیزیکی اندازه منافذ ذرات کربن افزایش می یابد تا جایی که شبیه یک اسفنج مولکولی می شود. کربن فعال می تواند به صورت PAC یا GAC یا همان کربن فعال گرانولی تولید شوند. امکان حذف ترکیبات دقیقاً به اندازه منافذ کربن فعال وابسته است. اغلب کربن های فعال جذب سطحی بالایی دارند و می توانند مولکول های زیادی را حذف کنند. همچنین قابل بازیابی هستند. با استفاده از ساختار منحصر به فرد کربن فعال PAC می توان به طور انتخابی مولکول‌های خاصی را حذف کرد.
کربن فعال گرانولی می تواند مواد شیمیایی خاص، به ویژه آلاینده های طبیعی را از آب جدا کند. اما کربن فعال برای حذف مواد شیمیایی مختلف، به ویژه آهن و نیترات مناسب نیست. این در حالی است که آنتراسیت به دلیل خاصیت بی اثر بودن و جذب و مقاومت در برابر تجمعات خاص کاربرد ویژه ای دارد. به دلیل اینکه آنتراسیت میل ترکیبی قوی با آهن دارد بخصوص زمانیکه با پرمنگنات پتاسیم پوشانده شود برای حذف آهن و منگنز ایده آل است. علاوه بر این، رسوبات ایجاد شده در آنتراسیت راحت جدا می شوند.
نحوه تشخیص آنتراسیت و کربن فعال
اگر بخواهیم آنتراسیت را از کربن فعال تشخیص بدهیم دو راهکار وجود دارد که عبارتند از:
- ابتدا هر دو را در آب قرار دهیم اگر حباب های درون آب بیشتر باشد کربن فعال است و اگر حباب کمتر باشد یا اصلاً وجود نداشته باشد آنتراسیت است. این موضوع به دلیل وجود تخلخل و منافذ در کربن فعال می باشد.
- آنتراسیت یک جسم به رنگ سیاه و براق و شکننده است که برخلاف سایر انواع زغال سنگ ها در زمان لمس دست را سیاه نمی‌کنند. آنتراسیت بسیار دشوار شروع به مشتعل شدن می‌کند و آتش آن آبی رنگ است و دود ناچیزی تولید می‌کند. این رد حالی است که کربن فعال بخصوص کربن فعال پایه نارگیل در هنگام لمس سیاهی به جای می گذارد.
مقایسه کاربرد آنتراسیت و کربن فعال در تصفیه آب
آنتراسیت در فیلتر شنی و فیلتر های پیش تصفیه آب و فاضلاب یکی از انواع روش های تصفیه آب است که بیشتر به منظور حذف مواد معلق بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. منافذ بیرونی آنتراسیت بسیار کوچک هستند به همین دلیل جذب ملکولی ضعیفی دارد و نمی تواند بسیاری از ملکول های موجود در آب را حذف کند از جمله امکان حذف مولکول های مزاحم در آب مانند مواد روغنی و مواد فرار را ندارد.
کربن اکتیو گرانولی (GAC) بخاطر منافذ ریزتر و متخلخل توانائی جذب عمقی مواد را دارد و می تواند بو، موادآلی و روغنی را به خوبی حذف نماید. معمولاً در فرآیندهای تصفیه آب و در فیلتر های شنی آنتراسیت حد واسط میان سیلیس و کربن فعال تصفیه آب قرار می گیرد. سیلیس یک ماده معدنی خالص و کربن اکتیو یک ماده از پسماند گیاهی فراوری شده می باشد و آنتراسیت زغال طبیعی است که به عنوان یک کانی از زمین و معادن موجود برداشت می شود.
یکی از کاربردهای آنتراسیت می تواند برای حذف یا کاهش کدورت آب، آهن، منگنز، کلرآزاد، کروم و فلزات سنگین، مواد آلی (فنل و…) و چربی و روغن از اب استفاده شود و معمولاً به همراه سیلیس و گارنت (Garnet) در فیلترهای دو یا چند بستره (Dual Media Filters) (Multi Media Filters) مورد استفاده قرار می گیرد.
به صورت کلی عملکرد و طراحی کلی فیلترهای دو یا چند بستره نظیر فیلترهای شنی تحت فشار بوده ولیکن در دانه بندی و شستشوی معکوس ملاحظات ویژه ای بایستی صورت پذیرد. غیر از تصفیه آب، از آن می توان به عنوان سوخت در نیروگاه ها، صنایع فولادسازی و سوخت درخانه های روستایی استفاده نمود. اما کاربرد های زغال فعال فقط مربوط به تصفیه اب نمی شود و می تواند برای حذف رنگ، بهبود طعم و موارد دیگر نیز مورد استفاده قرار بگیرد.
نکته:
ارتفاع بستر فیلترهای شنی و فیلترهای شنی آنتراسیت همواره پس از چندین مرحله بک واش (شسشتوی معکوس) کاهش می یابد. در فیلترهای شنی تحت فشار، معمولاً افت ارتفاع بستر کمتر است و در صورت طراحی خوب، این افت ارتفاع به حدود 1 الی 2 درصد کل ارتفاع بستر در یک سال می رسد (چیزی حدود 5%) است.
اما در فیلترهای دو بستره، معمولاً فرار آنتراسیت به میزان 5 الی 7 درصد ارتفاع در سال می باشد (چیزی حدود 10 درصد) است. هر چقدر قطر و دانسیته آنتراسیت بیشتر باشد (مثلاً قطر 2-3 میلیمتر و دانسیته نزدیک به 900kg/m^3 برای آنتراسیت)، احتمال فرار بستر آنتراسیت بخصوص در زمان شستشوی معکوس (بک واش) کمتر خواهد بود.
