Than hoạt tính là gì?
Khái niệm:
Than hoạt tính là một chất gồm chủ yếu là nguyên tố cacbon ở dạng vô định hình, một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit. Ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát). Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn nên được ứng dụng như một chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất.
Cấu tạo:
Diện tích bề mặt của than hoạt tính nếu tính ra đơn vị khối lượng thì là từ 500 đến 2500 m2/g. Bề mặt riêng rất lớn này là hệ quả của cấu trúc sơ rỗng mà chủ yếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ xuất xứ, qua quá trình sấy) ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí. Phần lớn các vết rỗng đều có tính hấp thụ mạnh, rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh chuyển tải.
Than hoạt tính
Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính còn ở phương diện nó là chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó), than hoạt tính được tạo từ gỗ và than đá thường có giá thành thấp, từ xơ dừa, vỏ trái cây thì giá thành cao và chất lượng hơn. Chất thải của quá trình chế tạo than hoạt tính dễ dàng được tiêu hủy bằng phương pháp đốt. Nếu như các chất đã được lọc là những kim loại nặng thì việc thu hồi lại, từ tro đốt, cũng rất dễ. phần lớn than hoạt tính có mặt trong đời sống được làm từ gỗ bằng cách đốt cháy thân cây rồi phun nước lên thân cây đang cháy(loại này còn có tên là than hoa) hoặc nung thân gỗ trong môi trường yếm khí.
Ứng dụng:
Trong y tế : để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn…
Trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác và chất tải cho các chất xúc tác khác…
Trong kỹ thuật, than hoạt tính là một thành phần lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trong khẩu trang); tấm khử mùi trong tủ lạnh và máy điều hòa nhiệt độ…
Trong xử lý nước (hoặc lọc nước trong gia đình): để tẩy các chất bẩn vi lượng, diệt khuẩn và khử mùi….v.v.v.
Tác dụng tốt trong phòng tránh tác hại của tia đất.
Than hoạt tính trong xử lý nước
Than hoạt tính có tác dụng lọc rất tốt . Ứng dụng của nó vào lọc nước cấp,đặc biệt là nước giếng khoan rất nhiều. Ngoài ra nó còn ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải .Từ nguồn nước muốn lọc, bạn cho nước đi qua vòi sen để tạo mưa (hạt nhỏ – khỏi làm sói mòn lớp cát trên cùng). Qua lớp cát trên cùng, nước đã được lọc sơ các loại bụi bẩn, sinh vật, phèn. Nước sẽ thấm qua lớp than hoạt tính. Lớp than hoạt tính này có tác dụng hấp phụ các chất độc hại, các loại vi sinh vật nguy hiểm và trung hòa các khoáng chất khó hoàn tan trong nước. Qua lớp than hoạt tính, nước tiếp tục thấm qua lớp cát lớn, lớp sỏi nhỏ và lớp sỏi lớn nhất để đi ra bể chứa nước sạch.
Cơ chế hoạt động của than hoạt tính: gồm 2 cơ chế
– Lọc cơ học vật lý: Giúp loại bỏ các hạt, tạp chất bẩn trong nước khi đi qua lõi lọc nhờ các lỗ nhỏ li ti trong cấu trúc than.
– Lọc hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion: Bề mặt phân tử than sẽ thu hút các chất hóa học, tạp chất hòa tan trong nước và giữ chúng nằm lại bên trong lõi lọc. Với đặc tính “không hút nước” nhưng “hấp thụ dầu mỡ”, than hoạt tính có tác dụng mạnh với rất nhiều loại hóa chất chứa Clo, Benzen hay các hóa chất công nghiệp hòa tan trong nước.
Than hoạt tính có các dạng:
Than hoạt tính dạng khối: Là cấu trúc than tốt nhất và lọc nước hiệu quả nhất đang sử dụng rộng rãi hiện nay. Khi dòng nước chảy qua khối than hoạt tính vững chắc, các tạp chất bẩn sẽ bị giữ lại và dòng nước đi qua sạch sẽ. Khối than hoạt tính cũng bảo đảm được sự rắn chắc, độ bền sử dụng cao và tăng hiệu suất của toàn bộ hệ thống lọc.
– Than hoạt tính dạng hạt: được cấu thành từ những hạt than nhỏ và bền hơn dạng bột, GAC được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lọc máy lọc nước hay xử lý nước gia đình. Than hoạt tính dạng bột có thể lọc mùi, xử lý nước nhiễm bẩn… nhưng hiệu quả lọc phụ thuộc khá nhiều vào tốc độ dòng nước, nếu tốc độ dòng nước quá lớn mà không có cách hãm thì hiệu quả sẽ không cao.
– Than hoạt tính dạng bột : Thường được sử dụng để lọc mùi, lọc một số chất màu và cả chất béo hòa tan trong nước. Tuy nhiên do tính chất dễ bị rửa trôi và không ổn định, nên than hoạt tính dạng bột chủ yếu được sử dụng dưới dạng bổ trợ ở các hệ thống lọc nước công nghiệp lớn.
Than hoạt tính chỉ có tác dụng với một lượng nước nhất định. Sau khi lọc được một khối lượng nước theo chỉ định của nhà sản xuất, than sẽ không còn khả năng hấp phụ nữa (no/ bão hòa).
Hiệu suất lọc sẽ tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố:
1) Tính chất vật lý của Than hoạt tính, như kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc;
2) Tính chất lý hóa của các loại tạp chất cần loại bỏ
3) Thời gian tiếp xúc của nước với than hoạt tính càng lâu, việc hấp thụ càng tốt
