¿ Qué es el carbón activado?

El carbón activado es el mejor adsorbente de uso general para remoción/reducción de muchos compuestos orgánicos—y aún algunos inorgánicos—del agua y de aguas residuales. Durante siglos se ha sabido que el agua guardada en barriles quemados conservaba por más tiempo su buen sabor, pero no fue sino hasta el siglo que se desarrolló el verdadero carbón activado para utilizarse en máscaras antiguas en la Primera Guerra Mundial y para decoloración del azúcar. Ambas aplicaciones continúan en la actualidad. En los años 60, varias plantas de tratamiento de aguas empezaron a utilizar carbón activado en polvo (PAC*) o carbón activado granular (GAC*) para el tratamiento del sabor y del olor. Actualmente, el carbón activado se utiliza en cientos de aplicaciones diferentes, tanto para sistemas de vapor como para tratamiento de líquidos.

¿ Como se fabrica el carbón activado ?

El carbón activado se fabrica a partir de cualquier material carbónico como la madera, el carbón mineral, la cáscara de coco, etc., el cual es clasificado según el tamaño, carbonizado y activado para crear la enorme área de superficie y la estructura interna del poro que define al carbón activado.

Son las altas temperaturas (1,800-2,000 o F = 982-1,093 o C), la atmósfera especial del horno y la inyección de vapor del proceso de fabricación del carbón activado lo que “activa” y crea la porosidad, dejando mayormente una “esponja” de esqueleto de carbón. Los poros varían en tamaño desde “microporos” de <20 angstroms y “mesoporos” de 20-100 angstroms, hasta “macroporos” de >100 angstroms en un rango de hasta más de 100,000 angstroms.

¿ Que características debe tener el carbón para ser empleado en el tratamiento de agua ?

El área de superficie (AS) del carbón activado varía de 500 a 2,500 metros cuadrados por gramo (m 2 /g), dependiendo de la materia prima y del proceso de activación. El grado típico de carbón para tratamiento de agua tiene un área de superficie de 900 a 1,100 m 2 /g. La NSF Internacional y la American Water Works Association (AWWA) han establecido estándares para el carbón activado y la American Society for Testing and Materials (ASTM) ha escrito métodos de prueba para permitirle a uno comparar la actividad (área de superficie o número de yodo), la densidad, el tamaño de malla, la humedad, la ceniza, la resistencia a la abrasión y otros parámetros aplicables a las especificaciones del carbón.

¿ Como se utiliza en el tratamiento de agua el carbón activado ?

Para la mayoría de los sistemas de tratamiento de aguas / aguas residuales industriales, comerciales y muchas municipales, el GAC se utiliza en una operación de columna y la corriente del líquido se pasa a través de la cama de GAC en un flujo descendente o, en situaciones especiales, en el modo de flujo ascendente. El GAC típico es de 22 a 30 libras por pie cúbico (lbs/pie 3 ), dependiendo de si fue fabricado a partir de carbón mineral o cáscara de coco, y su tamaño es de 8×30 o de 12×30 o de 12×40 US Malla (12×30 quiere decir que el 90% del GAC es más grande que una malla #30 y más pequeño que una malla #12; un 5% puede ser más grande que una malla 12 y un 5% más pequeño que una malla 30).

¿ De que depende la capacidad de absorción del carbón activado ?

La capacidad del GAC para adsorber un compuesto depende de la polaridad iónica, del peso molecular, la solubilidad y la concentración del compuesto. Algunos compuestos—como el benceno, un componente de la gasolina — son adsorbidos a porcentajes superiores al 40% por peso sobre el GAC, mientras que otros, como el metanol, cargan a menos del 1% por peso. El GAC tiene afinidad con unos cuantos compuestos inorgánicos (el yodo se adsorbe tan bien, que se utiliza como una medida de área de superficie), como el plomo, el mercurio y el arsénico, pero estas reacciones dependen mucho del pH, de la concentración y de la valencia del compuesto. Un primo del GAC, el carbón de hueso (hecho de hueso animal activado) es mejor para la adsorción de metal pesado, del fluoruro y del núclido radiactivo.

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