فیلتر کربنی

فیلتر کربنی استوانه ای است عمودی که درون آن با کربن فعال پر شده است و بمنظور حذف کلر و همچنین آهن، منگنز و سولفید هیدروژن و یا طعم، بو و کدورت در مدل‌های صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. این فیلتر که با نام فیلتر کربن اکتیو نیز شناخته شده، انواع مختلفی دارد و هرکدام می‌توانند ویژگی‌های گوناگونی از خود به نمایش بگذارند.

هنگام طراحی فیلترهای کربنی باید به پارامترهایی همچون نوع کربن فعال، مقدار ترکیبات آلی در آب ورودی و خروجی، دبی ورودی و… توجه شود تا بتوان بهترین ظرفیت را به مشتریان ارائه داد.

فیلتر کربنی چیست؟

فیلتر کربن اکتیو یا کربن فعال، نوعی فیلتر تصفیه آب است که از ذغال فعال (کربن با ساختار متخلخل و سطح جذب بالا) برای حذف برخی مواد شیمیایی، بو، طعم و کدورت استفاده می نمایند. فیلترهای کربن اکتیو از طریق فرآیند جذب آلاینده‌ها را از آب حذف می‌کنند. در این فرآیند، آلاینده‌ها به سطح متخلخل کربن فعال جذب می‌شوند و به این ترتیب از آب جدا می‌شوند.

فیلترهای کربنی انواع مختلفی دارند و می‌توانند بوی بد آب را که ناشی از وجود مواد مختلف است از بین ببرند و آن را آماده استفاده کنند. فیلترهای کربنی با عملکردی که دارند، می‌توانند به خوبی نسبت به حذف مواد شیمیایی همچون کلر، کلرید و آفت‌کش‌ها اقدام کرده و بو، طعم و رنگ آب را از بین ببرند؛ به همین علت صنایع مختلفی به دنبال تهیه آن‌ها برای سیستم دستگاه تصفیه خود هستند.

شما باید به دنبال خرید از تولیدکننده‌ای باشید که ملاحظات اصلی را در طراحی فیلترهای کربنی به کار گرفته باشد. برای خرید حتما کارگاه محل ساخت دستگاه را ببینید تا از نزدیک کیفیت ورق مورد استفاده در ساخت بدنه اصلی و دقت جوشکاری را مورد بازرسی قرار دهید.

فیلتر کربن پودری

سطح تماسی که فیلتر کربنی پودری با قطرات آب دارند، بسیار بالا است؛ به همین علت مواد آلی و طعم اضافی بیشتری از آب حذف خواهند شد. لازم به ذکر است همین سطح تماس ویژه باعث شده است تا رنگ اضافی نیز به فیلترها جذب شوند.

این فیلترها دارای صفحات گرافیتی متعددی هستند و از نظر زیست‌محیطی نیز مشکلی را به وجود نخواهند آورد و همین می‌تواند یک نقطه قوت بزرگ باشد.

فیلتر کربن بلاک

نوع دیگری از این فیلترها، با نام فیلتر کربنی بلاک شناخته شده‌اند. این فیلترها دارای یک ساختار متراکم و فشرده هستند و استفاده از آن‌ها در انواع دستگاه‌های تصفیه آب رایج است. با کمک این نوع از فیلترها می‌توان به حذف کلر پرداخت. دانه های کربن این فیلترها اندازه بزرگ‌تری در مقایسه با نوع پودری و دانه‌ای دارد و همین موضوع باعث شده است تا قدرت جذب آن کاهش پیدا کند؛ اما با این‌ وجود از کیفیت فوق‌العاده آن هنگام فرایند تصفیه نمی‌توان گذر کرد.

لازم به ذکر است در ستون این فیلترها اُفت فشار زیادی رخ می‌دهد؛ زیرا مقاومت آن‌ها در برابر جریان آب بالا است و در نهایت نرخ جریان آب نیز کمتر خواهد بود. مدل‌های مختلف این فیلترهای کربنی می‌توانند ذرات و آلاینده‌هایی با اندازه 0.5 تا 50 میکرون را از بین ببرند.

فیلتر کربن دانه‌ای

یکی از مدل‌های فیلتر کربنی، دانه‌ای است که از آن‌ تحت عنوان فیلترهای GAC نیز یاد می‌شود. این فیلترها به شکل استوانه‌ای طراحی شده‌اند و قابلیت نگهداری از ذرات گرانولی را در خود دارند. این فیلترها دارای ورودی مخصوصی هستند که آب را از خود عبور می‌دهند. سپس آب ورودی با کمک کربن‌های فعال از ناخالصی‌ها پاک می‌شوند.

البته این دسته از فیلترها معایب مخصوص به خود را دارند. به عنوان مثال فیلترهای کربنی دانه‌ای به‌ گونه‌ای طراحی شده‌اند که با حرکت آب درون بستر، راه آبه ایجاد می‌شود. ایجاد راه آبه مشکلات زیادی با خود به همراه دارد. کاهش راندمان سیستم یکی از آن‌ها است؛ زیرا آن دسته از کربن‌هایی که دائم در تماس با آب هستند، به خاطر راه آبه‌ها حالت غیرفعال پیدا می‌کنند. در نهایت نمی‌توانید آن عملکردی که انتظارش را دارید، ببینید.

اجزای فیلتر کربنی

فیلتر کربنی از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند. برای اینکه عملکرد حذف ذرات به خوبی انجام شود، نیاز است تمامی اجزا و قطعات سالم باشند.

1. مخزن اصلی: بدنه فیلتر کربن اکتیو در اغلب مواقع از جنس استیل، کربن استیل با رنگ اپوکسی و یا FRP ساخته میشود.
2. تابلو فرمان و کنترل الکتریکی: تابلو فرمان فیلترهای کربنی با توجه‌ به استانداردهای EEC طراحی شده‌اند و استفاده از آن‌ می‌تواند باعث کنترل بهتر و آسان‌تر دستگاه شود.
3. گیج فشار: همان‌طور که از نام این بخش برمی‌آید، برای کنترل فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. کربن فعال شده از چوب، ذغال سنگ و پوست نارگیل
5. یک لایه سیلیس که روی آن با کربن پوشانده شده است.
6. شیر ورودی و خروجی که میتواند دستی و اتوماتیک باشد.
7. از سایر اجزای فیلترهای کربنی می‌توانیم به پمپ تغذیه، تنظیم‌کننده جریان، سیستم‌های شستشو و… اشاره کنیم.

کاربردهای فیلتر کربن فعال

فیلترهای کربن فعال به طور گسترده در تصفیه آب برای حذف آلاینده‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• فیلترهای کربنی می‌توانند طیف وسیعی از طعم‌ها و بوهای نامطبوع آب، از جمله طعم و بوی کلر، جلبک‌ها، مواد شیمیایی، خاک، فلزات و فاضلاب را از بین ببرند.
• فیلتر کربن فعال قادر به جذب تا 99% کلر موجود در آب می باشد.
• این فیلترها طیف وسیعی از آلاینده‌های شیمیایی مانند آفت‌کش‌ها، حلال‌ها، مواد آلی فرار (VOCs)، تری‌هالومتان‌ها (THMs) که در اثر واکنش کلر با مواد آلی ایجاد می‌شوند و ترکیبات بنزنی را از آب حذف می‌کنند.
• این صافی ها می‌توانند رنگ و کدورت آب را از بین برده و آب را شفاف‌تر کنند.
• فیلتر کربنی می‌تواند مزه، بو و طعم بد آب را که ناشی از وجود مواد آلی، فلزات و سایر آلاینده‌ها است، از بین ببرد و آب را گواراتر نماید.

فیلترهای کربن اکتیو علاوه بر تصفیه آب آشامیدنی، در تصفیه فاضلاب، تصفیه هوا و سایر کاربردهای صنعتی نیز به کار می‌روند.

استفاده از دستگاه های فیلتر کربنی باعث میشود تا رنگ کدر آب آشامیدنی به طور کامل برطرف شده و بو و طعم آن نیز حذف شود. استفاده از این فیلترها در تصفیه آب آشامیدنی باعث میشود تا مواد گندزدای کمتری استفاده شده و کلر موجود در آب نیز حذف می گردد.

فیلتر کربنی به منظور افزایش راندمان و بهبود کارایی سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس، بعنوان یک مرحله پیش تصفیه در نظر گرفته میشود و باعث حذف مواد آلی و کلر آب ورودی به آنها میشود که باعث افزایش طول عمر فیلترهای ممبران دستگاه های تصفیه آب صنعتی خواهد شد.

استفاده از فیلتر کربنی یکی از بهترین راهکارها برای تمیز کردن آب استخر با کمترین هزینه نسبت به سایر روشها می باشد. با توجه به اینکه فیلترهای کربنی قدرت جذب بالایی دارند در نتیجه نیاز به استفاده زیاد از مواد شیمیایی برای تمیز کردن آب استخر نیست. در نتیجه ضمن کاهش مصرف مواد شیمیایی مضر و کاهش هزینه ها، کلر کمتری در آب وجود خواهد داشت و سلامتی پوست و بدن تامین میشود.

بمنظور تصفیه فاضلابهای صنعتی از فیلترهای کربن اکتیو در حذف رنگ و کدورت پسابها استفاده میشود تا ضمن صرفه جویی در مصرف آب و کاهش هزینه ها روند تصفیه تسریع گردد.

مزایای فیلتر کربنی

فیلتر کربنی را می‌توان در سیستم‌های تصفیه قبل از دستگاه تصفیه آب صنعتی و همراه فیلتر شنی به کار گرفت و از مزایایی که در لیست زیر برای شما می‌آوریم، بهره‌مند شد:

1. بهبود طعم و بو

مواد مختلفی وجود دارند که می‌توانند روی طعم و بوی آب تأثیر بگذارند. همین موضوع باعث می‌شود آب را نتوان به‌ راحتی استفاده کرد؛ ازاین‌رو فیلترهای کربنی وارد عمل می‌شوند و با حذف ناخالصی‌ها و مواد شیمیایی همچون کلر، طعم و بوی بد آب را از بین می‌برند. در نهایت می‌توان با لذت بیشتری مشغول نوشیدن آب شد.

2. کاهش دادن آلاینده‌ها

استفاده از فیلترهای کربنی می‌تواند باعث کاهش آلاینده‌ها شود. رسوبات، ترکیبات آلی فرّار، آفت‌کش‌ها و… توسط این فیلترها به خوبی حذف می‌شوند و همین موضوع می‌تواند کیفیت آب مصرفی را به شکل چشمگیری افزایش دهد. این مواد به طور مستقیم روی سلامتی بدن انسان‌ها تأثیر می‌گذارند و همین موضوع اهمیت استفاده از فیلتر کربنی را چند برابر می‌کند.

3. نگهداری آسان

مزیت دیگری که می‌توانیم از این فیلترها نام ببریم، نگهداری آسان است. ساختار این فیلترها به‌گونه‌ای است که نیاز به تعمیر و تعویض را به کمترین حد خود می‌رساند؛ اما با این‌حال برای اینکه راندمان دستگاه تصفیه کاهش پیدا نکند، باید در دوره‌های مشخصی نسبت به تعویض فیلترها اقدام کرد. البته قیمت این فیلترها در مقایسه با کارایی آن‌ها بسیار مناسب است؛ از این‌رو قیمت مقرون‌به‌صرفه را نیز می‌توان به ردیف دیگر مزایا اضافه کرد.

4. سازگاری بالا با محیط‌ زیست

از دیگر مزایای این فیلترها سازگاری با محیط‌ زیست است. این فیلترها برای اینکه مسئولیت‌های خود را به درستی انجام دهند، از هیچ‌گونه مواد شیمیایی استفاده نمی‌کنند و همین موضوع باعث خواهد تا زباله‌ای نیز تولید نشود؛ به همین علت به محیط‌زیست نیز آسیبی وارد نخواهند کرد و می‌توان با خیال راحت‌تری نسبت به استفاده از این فیلترها اقدام کرد.

5. کاربردهای گسترده
   

فیلتر کربنی به دلیل همه‌کاره بودن خود شناخته شده است. از این فیلترها می‌توان در صنایع و سیستمها تصفیه متعدد بهره برد. دستگاه‌های تصفیه آب خانگی و صنعتی دو نمونه از این کاربردها هستند.

طراحی فیلتر کربنی

یکی از نکات مهم درباره این فیلترها، طراحی آن است. امروزه سازندگان مختلفی در زمینه طراحی و تولید این فیلترها در حال فعالیت هستند؛ به همین علت ضروری است به نکات گوناگونی توجه خود را معطوف کنند. هنگام طراحی فیلتر کربنی باید دو مسئله مهم مورد توجه ویژه قرار بگیرند که شامل گزینه‌ها زیر هستند:

1. سرعتی که فیلترها در جذب ذرات سطحی دارند.
2. سرعتی که برای شستشوی معکوس نیاز است.

قطر مخزن و دبی سیال ورودی می‌توانند تعیین‌کننده سرعت جذب سطحی فیلترها باشند؛ به همین علت باید مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی انجام شوند تا بتوان بهترین سرعت و ارتفاع را برای مخازن در نظر گرفت.

لازم به ذکر است در آزمایشگاه‌ها برای انتخاب سرعت و ارتفاع مناسب، ایزوترم جذب سطحی مواد جاذب محاسبه شده و به دست می‌آیند. همچنین برای تعیین سرعت شستشوی معکوس نیز باید پارامترهای گوناگونی را مورد توجه قرار داد که هرکدام اهمیت بالایی دارند؛ از جمله:

1. دمای سیال
2. ویسکوزیته
3. ضریب تخلخل ذرات

تولیدکنندگان با در نظر گرفتن نیازهای مشتریان و پارامترهای مذکور اقدام به طراحی بهترین فیلتر کربنی می‌کنند. اگر بستر مناسبی برای طراحی در نظر گرفته نشود، در آن صورت فیلتر هیچ‌گونه کارایی نخواهد داشت و نمی‌تواند به حذف ذرات شیمیایی و ناخالصی‌های موجود بپردازد و در نهایت راندمانی مشاهده نمی‌شود.

ناب ملل، به‌ عنوان یکی از برترین طراحان و تولیدکنندگان فیلترهای کربنی، به تمامی پارامترها توجه دارد و توانسته است بهترین محصولات را روانه بازار کند. برای کسب اطلاعات کامل‌تر در خصوص طراحی فیلتر کربنی و حتی فیلتر شنی می‌توانید با کارشناسان مجموعه در ارتباط باشید.

قیمت فیلتر کربنی

یکی از نکات مهمی که هنگام خرید فیلترهای کربنی باید به آن توجه داشت، قیمت است. عوامل و پارامترهای متعددی وجود دارند که می‌توانند به صورت مستقیم یا غیرمستقیم تأثیر خود را روی قیمت فیلتر کربنی اعمال کنند و باعث افزایش یا کاهش آن شوند. خریداران برای اینکه بتوانند انتخاب بهتری داشته باشند، نیاز است با این پارامترها آشنایی پیدا کنند که در لیست زیر می‌توانید چند نمونه از آن‌ها را مشاهده کنید:

1. برند تولیدکننده: تولیدکنندگان مختلفی در زمینه ساخت این فیلترها فعالیت دارند. طبیعتاً برندهای خارجی به دلیل بحث ارز و گمرک قیمت بیشتری دارند. در ایران نیز تولیدکنندگانی وجود دارند که فیلترهای کربنی را با بالاترین کیفیت و مناسب‌ترین قیمت در اختیار مشتریان قرار می‌دهند. ناب ملل یکی از برترین مجموعه‌ها در این زمینه به شمار می‌رود.
2. سایز: قاعدتاً هر چقدر سایز فیلترهای کربنی بزرگ‌تر باشد، به همان اندازه نیز قیمت‌ها با افزایش روبه‌رو خواهند شد. به‌ عنوان‌ مثال شما می‌توانید فیلتر کربنی صنعتی را در سایزهایی همچون 10 و 20 اینچ خریداری کنید.
3. مدل: فیلتر کربن فعال مدل‌های مختلفی دارد و برخی از آن‌ها در حذف ذرات و ناخالصی‌های آب موفق‌تر عمل می‌کنند؛ بنابراین هرچقدر مدلی عملکرد بهتری داشته باشد، برای تهیه آن‌ها باید هزینه بیشتری کنار گذاشته شود.
4. جنس بدنه: فیلترهای کربنی را در جنس‌های مختلفی تولید می‌کنند که شامل ورق‌های فولادی و گالوانیزه هستند. هرکدام از این جنس‌ها ویژگی‌ها و قیمت مخصوص به خود را دارند.
5. مقدار و اندازه کربن: مقدار و اندازه کربن در مدل‌های مختلف این فیلترها متفاوت هستند و افراد بر اساس نیازهای خود می‌توانند نسبت به انتخاب گزینه مورد نظر اقدام کنند. برای مثال در فرایند جذب، کربن‌های کوچک‌تر عملکرد بهتری دارند، این در حالی است که در فرایند فیلتراسیون، ذرات بزرگ‌تر کربن بهتر عمل می‌کنند.

محاسبه ظرفیت فیلتر کربنی

محاسبه دقیق ظرفیت فیلتر کربن تصفیه آب به عوامل مختلفی مانند نوع و غلظت آلاینده‌ها، دبی آب، نوع کربن فعال و عمر مفید فیلتر بستگی دارد.

روش‌های مختلفی برای محاسبه ظرفیت فیلتر کربنی وجود دارد:

1. روش بر اساس غلظت آلاینده:

ظرفیت فیلتر (kg) = غلظت آلاینده (mg/L) × دبی آب (L/min) × زمان تماس (min) × راندمان حذف (%) / 1000

2. روش بر اساس عمر مفید فیلتر:

ظرفیت فیلتر (kg) = دبی آب (L/min) × عمر مفید فیلتر (min) / 1000

مثال:

فرض کنید که می‌خواهیم ظرفیت فیلتر کربن اکتیو را برای حذف کلر از آب با دبی 10 لیتر در دقیقه محاسبه کنیم. غلظت کلر در آب 1 میلی‌گرم در لیتر است و راندمان حذف کلر 90% است. عمر مفید دستگاه فیلتر کربن فعال 10000 دقیقه است.

با استفاده از فرمول اول، ظرفیت به شرح زیر محاسبه می‌شود:

ظرفیت فیلتر (kg) = 1 mg/L × 10 L/min × 10 min × 90% / 1000 = 0.9 kg

با استفاده از فرمول دوم، ظرفیت به شرح زیر محاسبه می‌شود:

ظرفیت فیلتر (kg) = 10 L/min × 10000 min / 1000 = 100 kg

همانطور که مشاهده می‌شود، ظرفیت فیلتر کربنی با استفاده از دو روش مختلف، نتایج متفاوتی را ارائه می‌دهد. دلیل این امر، تفاوت در فرضیات و پارامترهای مورد استفاده در هر روش است.

محاسبه ظرفیت فیلتر کربنی یک فرآیند پیچیده است و باید توسط متخصصان انجام شود و در هنگام خرید باید به ظرفیت آن توجه کرد. ظرفیت فیلتر کربنی باید با دبی آب و غلظت آلاینده‌ها متناسب باشد. در نهایت، انتخاب روش مناسب برای محاسبه ظرفیت این فیلترهای تصفیه آب به شرایط و نیازهای خاص هر پروژه بستگی دارد.