O carvão ativado em pó (CAP) é um material adsorvente altamente poroso que desempenha um papel central no tratamento industrial de água e de águas residuais devido à sua grande área de superfície específica. O carvão ativado em pó é utilizado principalmente para remover poluentes orgânicos, metais pesados, odores e sabores, bem como substâncias tóxicas da água e das águas residuais. A sua elevada eficácia e versatilidade fazem dos HAP um componente indispensável em vários processos de tratamento.
Índice
Princípios químicos e físicos do carvão ativado em pó
O carvão ativado em pó é produzido através da ativação de fontes de carbono como a madeira, a turfa, as cascas de coco ou a hulha. O processo de ativação é efectuado por tratamento químico ou por processos térmicos (ativação por vapor). Obtém-se assim um material altamente poroso com as seguintes propriedades
Área de superfície específica elevada:
- Os valores típicos são de 500 a 1500 m²/g.
- Responsável pela capacidade de adsorção.
Estrutura dos poros:
- Mikroporen (< 2 nm): Adsorption kleiner Moleküle.
- Mesoporos (2-50 nm): Adsorção de moléculas maiores.
- Macroporos (> 50 nm): Permitem o acesso a poros mais profundos.
Modificação química:
- Pode ser adaptado a aplicações específicas através de tratamento com ácidos, bases ou agentes oxidantes.
A adsorção baseia-se em interações físicas e químicas, em particular nas forças de van der Waals e nas ligações electrostáticas.
Áreas de aplicação do carvão ativado em pó
Tratamento de água potável:
- Remoção de poluentes orgânicos, como pesticidas, herbicidas, resíduos farmacêuticos e compostos clorados.
- Redução de odores e sabores.
Tratamento de águas residuais industriais:
- Adsorção de substâncias orgânicas pouco degradáveis, redução de AOX e micropoluentes.
- Remoção de substâncias corantes e aromáticas na indústria têxtil.
Reciclagem da água e tratamento da água em circulação:
- Remoção de materiais residuais perturbadores para permitir a sua reintrodução nos processos de produção.
Pré-tratamento em osmose inversa:
- Remoção de substâncias orgânicas que possam afetar a vida útil das membranas.
Foto: Os nossos filtros de carvão ativado em tanques GRP(ALMA FIL AK)
Dosagem e aplicação
Os HAPs são normalmente aplicados em forma de suspensão. O processo compreende as seguintes etapas:
Armazenamento e dosagem:
- Os HAP são armazenados em silos ou em grandes sacos.
- É adicionado à água ou às águas residuais através de sistemas de dosagem.
Produção de suspensões:
- O PAH é misturado com água em tanques agitados para garantir uma distribuição uniforme.
- As quantidades típicas de dosagem situam-se entre 10 e 100 mg/l, consoante a carga poluente.
Tempo de contacto:
- Para garantir uma adsorção eficaz, é necessário um tempo de contacto de 15 a 60 minutos.
- A eficiência depende da concentração dos poluentes e da temperatura.
Separação e eliminação:
- Após a adsorção, os HAP são removidos juntamente com outros sólidos na fase de precipitação e floculação ou no tratamento das lamas.
- A eliminação é geralmente efectuada através de utilização térmica ou aterro.
Vantagens do carvão ativado em pó
Elevada capacidade de adsorção:
- Remoção eficaz mesmo de poluentes de baixa concentração.
Flexibilidade:
- Adaptação simples a diferentes necessidades através da variação da quantidade de dosagem.
Vasta gama de aplicações:
- Pode ser integrado em várias fases do processo, por exemplo, processos de pré-tratamento ou pós-tratamento.
Eficácia rápida:
- Devido ao tamanho fino das partículas e à elevada área de superfície específica.
Eficiência económica:
- Económica, especialmente no caso de cargas poluentes intermitentes, uma vez que pode ser utilizada sempre que necessário.
Desafios e soluções
Manuseamento e armazenagem:
- O PAH é poeirento e requer silos à prova de poeira e equipamento de dosagem especial.
- Solução: Utilização de sistemas de transporte fechados.
Separação após a utilização:
- O tamanho fino das partículas dificulta a separação.
- Solução: Combinação com precipitantes e floculantes ou utilização de tecnologia de membranas.
Eliminação:
- A eliminação de PAHs carregados pode ser dispendiosa.
- Solução: Utilização térmica para recuperar a energia do carvão carregado.
Regeneração:
- Em comparação com o carvão ativado granular (GAC), a regeneração do carvão ativado em pó faz menos sentido do ponto de vista económico.
- Solução: Otimização da utilização e minimização das quantidades residuais.
Conclusão
O carvão ativado em pó (PAC) é um auxiliar indispensável no tratamento de águas industriais e de águas residuais. A sua elevada capacidade de adsorção, flexibilidade e versatilidade permitem a remoção eficaz de poluentes de vários fluxos de água. Uma integração cuidadosa do processo e uma gestão operacional optimizada podem maximizar os benefícios do CAP e minimizar os potenciais desafios.
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