Почему уголь активированный?

В предыдущей статье «Очистка воды с помощью активированного угля» подраздела «Активированный уголь» и раздела «Вода» мы затронули такую важную и полезную тему, как очистка воды активированным углём. И немного углубились в историю. А в процессе статьи встретился такой вопрос: почему уголь активированный? Почему не обычный? Почему не пассивированный — а именно активированный? Что ж, ответим на этот вопрос. А заодно определимся, почему он работает, почему он может очищать воду.

Почему уголь активированный? Начнём с самого начала. А в самом начале были древние люди, которые любили греться у костра. Некоторые из них были более умными, чем другие, более наблюдательными. И эти древние люди помимо прочих изобретений (лекарственных трав, колеса, оружия) внимательно следили за костром и выяснили, что если дерево горит с минимумом пламени, то образуется больше угля, чем при большом пламени.

Вполне вероятно, у некоторых ещё более умных древних людей возник вопрос, а что если вообще не давать контактировать пламени и древесине? Сказано — сделано. Взяли глиняный горшок (глину к тому времени уже изобрели), положили туда дерево, плотно закрыли и поместили в костёр. А через несколько часов достали. И что получилось? Получился уголь, который намного лучше убирает привкусы и запахи из воды, чем обычный.

Активированный уголь

Что произошло?

Уголь стал активированным, то есть, более активным.

Почему это произошло? Почему такой уголь лучше вбирает вещества? Почему вообще уголь вбирает вещества?

Всё дело в равновесии.

При обжиге дерево трескается, образуются очень очень маленькие поры-щели. И в этих щелях — всё совсем не как на поверхности. Чем уже щель, тем в меньшем равновесии находятся её стенки и объём. А то, что находится не в равновесии, стремится восстановить его. То есть, микротрещины имеют тенденцию к заполнению чем-нибудь.

Почему уголь активированный?

Чем может восстановить равновесие очень маленькая и узкая щель? Да чем угодно. Например, органическими веществами. Теми самыми, которые придают воде старнные запахи и привкусы. Или хлором. Или пестицидами. Или тяжёлыми металлами. Главное, чтобы выполнялись два условия:

Микротрещины-поры соответствовали по своим размерам тем веществам, которые нужно удалять. То есть. если в воде есть водоросли величиной с кулак, то понятное дело, никакая микротрещина их не затянет. Точно так же, если микропоры не пропустят в себя молекулу тяжёлого металла или органического соединения из-за того, что они меньше — то никакого удаления этих веществ не будет. Зато хорошо будут удяляться более мелкие вещества. Например, газы.

Микропоры-трещины должны иметь сходство строения поверхности и улавливаемых веществ. Так, если вещества растворяются в воде, то и поверхность активированного угля не должна отталкивать воду. Иначе удаление будет неполным.

То есть, активированный уголь удаляет из воды только то, для удаления чего он создавался.

 Итак, уголь забирает из воды различные вещества, чтобы восстановить собственное равновесное состояние. Отсюда, чем больше щелей-пор в угле, тем больше он может вобрать в себя посторонних веществ. Увеличение количества пор в угле и называется его активацией.

Сейчас существуют многочисленные и разнообразные способы активации угля. В качестве сырья уже давно не выступает древесина, используются такие вещества, как:

  • скорлупа кокосов (кокосовый активированный уголь);
  • скорлупа косточек фруктовых деревьев (косточковый активированный уголь);
  • антрацит (антрацитовый уголь или активированный уголь из каменного угля);
  • кремниевые соединения (силикагели);
  • органические полимеры, созданные в лаборатории.

Поры в активированном угле имеют объём, и, соответственно, площадь. Уровень активированности угля определяется суммарной площадью всех пор, которые есть в одном грамме угля.

Разновидности активированного угля

В домашних условиях можно добиться показателя 10-50, иногда 100 метров квадратных на 1 грамм угля. В промышленных условиях эти показатели достигают 1000 метров квадратных и более на 1 грамм угля.

Для примера, если взять монетку (примерно 1 грамм) и раскатать её в тонкий лист площадью в пару больших футбольных полей, а потом свернуть обратно, это и будет примером активированного угля с современными показателями.

Естественно, постепенно поры активированного угля забиваются, то есть, приходят в равновесие. Это означает, что уголь постепенно выходит из строя, перестаёт вбирать вещества в прежнем количестве, а затем…

Затем наступает такой период, когда в воде становится столько же веществ, сколько и в угле, и привкусы и запахи воды возвращаются.

Если случится такая ситуация, когда через использованный фильтр с активированным углём начнёт поступать более чистая, чем обычно, вода, то вещества из угля (поскольку их больше) начнут вымываться в воду (где веществ меньше).

Кстати, это один из способов регенерации (то есть, восстановления) фильтрующей способности активированного угля. Другой способ восстановления-регенерации состоит в повторной обработке температурой, когда вещества, накопившиеся в порах, выжигаются, и уголь снова становится активным. Удалять посторонние примеси можно кислотами, щелочами, различными газами. Способов не счесть.

Теперь можем переходить к такой теме, как разновидности активированного угля.

Итак, мы разобрались, почему уголь активированный и как он работает.

Источник: Как выбрать фильтр?

4 Comments

  1. статья полезная, но думаю надо исправить скарлупа на скорлупа, и самое главное 1000 кв м не равно 1 кв км

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *