El carbón activado en polvo (CAP) es un material adsorbente muy poroso que desempeña un papel fundamental en el tratamiento industrial del agua y las aguas residuales debido a su gran superficie específica. El CAP se utiliza principalmente para eliminar contaminantes orgánicos, metales pesados, olores y sabores, así como sustancias tóxicas del agua y las aguas residuales. Su gran eficacia y versatilidad hacen del CAP un componente indispensable en diversos procesos de tratamiento.
Índice
Principios químicos y físicos del carbón activado en polvo
El carbón activado en polvo se produce activando fuentes de carbono como la madera, la turba, las cáscaras de coco o la hulla. El proceso de activación se lleva a cabo mediante tratamiento químico o procesos térmicos (activación por vapor). Se obtiene así un material muy poroso con las siguientes propiedades:
Elevada superficie específica:
- Los valores típicos son de 500 a 1500 m²/g.
- Responsable de la capacidad de adsorción.
Estructura de los poros:
- Mikroporen (< 2 nm): Adsorption kleiner Moleküle.
- Mesoporos (2-50 nm): Adsorción de moléculas de mayor tamaño.
- Macroporos (> 50 nm): Permiten el acceso a poros más profundos.
Modificación química:
- Puede adaptarse a aplicaciones específicas mediante tratamiento con ácidos, bases o agentes oxidantes.
La adsorción se basa en interacciones físicas y químicas, en particular las fuerzas de Van der Waals y los enlaces electrostáticos.
Ámbitos de aplicación del carbón activado en polvo
Tratamiento del agua potable:
- Eliminación de contaminantes orgánicos como pesticidas, herbicidas, residuos farmacéuticos y compuestos clorados.
- Reducción de olores y sabores.
Tratamiento de aguas residuales industriales:
- Adsorción de sustancias orgánicas poco degradables, reducción de AOX y microcontaminantes.
- Eliminación de sustancias colorantes y aromáticas en la industria textil.
Reciclaje del agua y tratamiento del agua circulante:
- Eliminación de materiales residuales perturbadores para permitir su reintroducción en los procesos de producción.
Pretratamiento en ósmosis inversa:
- Eliminación de sustancias orgánicas que puedan perjudicar la vida útil de las membranas.
Foto: Nuestros filtros de carbón activado en depósitos de GRP(ALMA FIL AK)
Posología y aplicación
Los HAP suelen aplicarse en forma de suspensión. El proceso comprende los siguientes pasos:
Almacenamiento y dosificación:
- Los HAP se almacenan en silos o big bags.
- Se añade al agua o a las aguas residuales mediante sistemas de dosificación.
Producción en suspensión:
- El HAP se mezcla con agua en tanques agitadores para garantizar una distribución uniforme.
- Las cantidades típicas de dosificación oscilan entre 10 y 100 mg/l, en función de la carga contaminante.
Tiempo de contacto:
- Para garantizar una adsorción eficaz, se requiere un tiempo de contacto de 15 a 60 minutos.
- La eficacia depende de la concentración de contaminantes y de la temperatura.
Separación y eliminación:
- Tras la adsorción, los HAP se eliminan junto con otros sólidos en la etapa de precipitación y floculación o tratamiento de lodos.
- La eliminación suele realizarse mediante aprovechamiento térmico o vertido.
Ventajas del carbón activado en polvo
Gran capacidad de adsorción:
- Eliminación eficaz incluso de contaminantes de baja concentración.
Flexibilidad:
- Adaptación sencilla a las distintas necesidades variando la cantidad de dosificación.
Amplia gama de aplicaciones:
- Puede integrarse en diversas fases del proceso, por ejemplo, en procesos de pretratamiento o postratamiento.
Eficacia rápida:
- Debido al fino tamaño de las partículas y a la elevada superficie específica.
Eficiencia económica:
- Rentable, especialmente en el caso de cargas contaminantes intermitentes, ya que puede utilizarse según sea necesario.
Retos y soluciones
Manipulación y almacenamiento:
- El HAP es polvoriento y requiere silos herméticos al polvo y equipos de dosificación especiales.
- Solución: uso de sistemas de transporte cerrados.
Separación tras el uso:
- El tamaño fino de las partículas dificulta la separación.
- Solución: combinación con precipitantes y floculantes o uso de tecnología de membranas.
Eliminación:
- La eliminación de los HAP cargados puede resultar costosa.
- Solución: aprovechamiento térmico para recuperar la energía del carbón cargado.
Regeneración:
- En comparación con el carbón activado granular (CAG), la regeneración del CAP tiene menos sentido desde el punto de vista económico.
- Solución: Optimización del uso y minimización de las cantidades residuales.
Conclusión
El carbón activado en polvo (CAP) es una ayuda indispensable en el tratamiento de aguas industriales y residuales. Su gran capacidad de adsorción, flexibilidad y versatilidad permiten eliminar eficazmente los contaminantes de diversas corrientes de agua. Una integración cuidadosa del proceso y una gestión operativa optimizada pueden maximizar los beneficios del CAP y minimizar los posibles problemas.
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