Vật liệu carbon xúc tác trong xử lý nước là gì?
Catalytic carbon hay carbon xúc tác là một loại vật liệu lọc giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm chọn lọc khỏi nước uống.
Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã trả lời câu hỏi “Carbon xúc tác là gì?” Bạn sẽ tìm hiểu cách tạo ra bộ lọc carbon xúc tác, chúng khác với bộ lọc than hoạt tính tiêu chuẩn như thế nào, chúng loại bỏ những gì, loại hệ thống mà chúng được sử dụng và hơn thế nữa.
Nội dung tóm tắt
📥 Bộ lọc carbon xúc tác là gì?
Bộ lọc carbon xúc tác (than xúc tác) được làm từ carbon cao cấp (thường là carbon vỏ dừa) thường được biến đổi bằng chất xúc tác, như đồng hoặc bạc, để tăng cường khả năng loại bỏ các chất gây ô nhiễm cụ thể mà than hoạt tính thông thường có thể gặp khó khăn trong việc giải quyết.
Giống như bất kỳ bộ lọc carbon nào, cacbon xúc tác hấp thụ các chất gây ô nhiễm. Sự khác biệt là nó có đặc tính xúc tác, tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng hóa học giúp phân hủy và loại bỏ một số tạp chất nhất định.
Theo Tom Scherer, phó Giáo sư/Kỹ sư Nông nghiệp tại Đại học Bang North Dakota , “Cacbon xúc tác là một sản phẩm than hoạt tính tiên tiến được thiết kế để hấp thụ chloramines.”
🔎 Carbon xúc tác được làm từ gì?
Bộ lọc carbon xúc tác được làm từ than hoạt tính đã được xử lý bằng chất xúc tác. Bản thân than hoạt tính có nguồn gốc từ nhiều nguồn tự nhiên khác nhau – điển hình là vỏ dừa, nhưng đôi khi là gỗ, than hoặc than bùn. Những vật liệu này được xử lý, mang lại cho chúng diện tích bề mặt lớn và cấu trúc có độ xốp cao.
Điều gì biến than hoạt tính thành than xúc tác? Môi trường than hoạt tính được xử lý để đưa chất xúc tác vào cấu trúc của nó. Chất xúc tác thường là kim loại hoặc kết hợp nhiều kim loại, trong đó có đồng hoặc bạc . Những kim loại này có đặc tính xúc tác và mục đích của việc sử dụng chúng để xử lý môi trường cacbon là mang lại cho nó khả năng loại bỏ chất gây ô nhiễm bổ sung.
Quá trình xử lý này bao gồm việc ngâm vật liệu xúc tác vào than hoạt tính. Có một số cách để đạt được điều này, bao gồm sử dụng kỹ thuật lắng đọng hơi để lắng đọng chất xúc tác trên bề mặt hoặc ngâm môi trường cacbon vào dung dịch chứa chất xúc tác.
Sau khi xử lý chất xúc tác, carbon xúc tác được xử lý thành vật liệu lọc. Nó có thể ở dạng khối, hạt hoặc hộp mực, tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Phương tiện này sau đó có thể được sử dụng trong hệ thống lọc nước để loại bỏ tạp chất khỏi nguồn nước máy.
🚰 Carbon xúc tác hoạt động như thế nào?
Carbon xúc tác ( than xúc tác) hoạt động bằng cách hấp phụ các chất gây ô nhiễm khác nhau và tạo ra phản ứng xúc tác phá vỡ các tạp chất khác.
Chúng ta hãy xem hai quá trình này hoạt động như thế nào một cách chi tiết hơn.
Hấp phụ
Bộ lọc carbon xúc tác có môi trường than hoạt tính với diện tích bề mặt lớn và hàng trăm lỗ chân lông nhỏ.
Khi nước chảy qua bộ lọc, các chất gây ô nhiễm như clo sẽ tiếp xúc với bề mặt carbon của nó. Cấu trúc xốp của carbon cho phép nó bẫy hoặc hấp phụ các tạp chất trên bề mặt, trong khi các phân tử nước có thể đi qua các lỗ và thoát ra khỏi bộ lọc ở phía bên kia.
Phản ứng xúc tác
Chất xúc tác được tích hợp vào bộ lọc than hoạt tính giúp tăng cường khả năng nhắm mục tiêu và phá vỡ các tạp chất khác.
Trong phản ứng xúc tác, CC chuyển đổi các chất gây ô nhiễm khác nhau thành các ion vô hại. Ví dụ, cloramin và clo được chuyển thành các ion clorua vô hại và hydro sunfua được chuyển thành axit sunfuric và axit sunfuric. Điều này giúp cải thiện hơn nữa chất lượng nước và loại bỏ các chất gây ô nhiễm mà than hoạt tính không thể giải quyết được.
Phản ứng xúc tác xảy ra khi nước đi qua vật liệu lọc. Chất xúc tác cho phép các phản ứng hóa học diễn ra nhanh hơn so với các phản ứng khác.
🆚 Sự khác biệt giữa carbon hoạt tính và carbon xúc tác là gì?
Sự khác biệt lớn giữa cacbon thông thường và cacbon xúc tác là thiết kế bộ lọc – và sau đó là loại bỏ chất gây ô nhiễm.
Môi trường than hoạt tính, như than hoạt tính dạng hạt hoặc môi trường khối carbon, loại bỏ các chất gây ô nhiễm bằng khả năng hấp phụ.
Than xúc tác chứa chất xúc tác giúp thúc đẩy các phản ứng hóa học và hoạt động xúc tác của bộ lọc cho phép nó loại bỏ các chất gây ô nhiễm bổ sung (xem danh sách bên dưới).
Do khả năng loại bỏ chất gây ô nhiễm được nâng cao, bộ lọc than xúc tác thường đắt hơn than hoạt tính truyền thống.
🧫 Bộ lọc Carbon xúc tác loại bỏ những gì?
Than hoạt tính xúc tác loại bỏ:
- Cloramin
- Clo
- Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC)
- Hydro sunfua
- Tạp chất mùi vị và mùi
- Thuốc diệt cỏ
- Thuốc trừ sâu
- Florua
- Một số hóa chất công nghiệp
- Một số dung môi hữu cơ
- Một số sản phẩm phụ khử trùng
Loại bộ lọc này không thể loại bỏ những gì khỏi nước? Riêng carbon xúc tác sẽ không loại bỏ được kim loại nặng, khoáng chất, vi khuẩn, vi rút hoặc chất rắn hòa tan. Bạn sẽ cần kết hợp bộ lọc với phương tiện khác hoặc chọn hệ thống xử lý nước khác để loại bỏ các chất gây ô nhiễm này.
📋 Các loại bộ lọc sử dụng cacbon xúc tác
Có nhiều bộ lọc khác nhau sử dụng phương tiện carbon xúc tác, bao gồm:
Hệ thống POE
Carbon xúc tác được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống lọc nước đầu vào (POE). Các hệ thống này được lắp đặt ở đường nước chính vào nhà bạn và lọc nước để loại bỏ các chất gây ô nhiễm trước khi nó di chuyển xung quanh hệ thống ống nước của bạn. Điều đó có nghĩa là bạn có thể tận hưởng nước lọc ở mọi thiết bị cố định, vòi và thiết bị trong nhà.
Hệ thống POU
Một số hệ thống điểm sử dụng (POU), chẳng hạn như hệ thống lọc dưới bồn rửa và bộ lọc trên mặt bàn, cũng sử dụng phương tiện carbon xúc tác. Bề mặt than hoạt tính, được biến đổi để tạo ra tốc độ phản ứng hóa học nhanh hơn, đặc biệt có lợi trong hệ thống POU dành cho những người uống nước đô thị đã được khử trùng bằng chloramine.
📉 Tuổi thọ của bộ lọc carbon xúc tác
Hệ thống carbon xúc tác thường có tuổi thọ vật liệu từ 6-24 tháng trước khi cần thay thế.
- Có một số yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của trung gian lọc carbon xúc tác, bao gồm:
- Kích thước bộ lọc và diện tích bề mặt – Càng sử dụng nhiều vật liệu lọc và diện tích bề mặt của nó càng lớn thì khả năng giữ chất gây ô nhiễm của nó càng lớn và thời gian tồn tại càng lâu trước khi bão hòa với tạp chất.
- Chất lượng của phương tiện lọc – Chất lượng bộ lọc càng tốt thì thời gian sử dụng càng lâu và tuổi thọ của nó càng tốt.
- Điều kiện nước – Nước càng chứa nhiều chất gây ô nhiễm thì vật liệu lọc sẽ càng bị tắc nhanh hơn và tuổi thọ của nó sẽ càng ngắn.
- Mức sử dụng nước của bạn – Bạn sử dụng càng nhiều nước mỗi ngày, bộ lọc sẽ tiếp xúc với càng nhiều chất gây ô nhiễm và nó sẽ càng bị tắc nhanh hơn và cần phải thay thế
Nhà sản xuất bộ lọc bạn đang mua nên phác thảo tuổi thọ dự kiến của bộ lọc. Đảm bảo thay bộ lọc đúng thời hạn – nếu không làm như vậy có thể bộ lọc sẽ không loại bỏ được chất gây ô nhiễm khỏi nước của bạn nữa.
📆 Khi nào bạn nên sử dụng bộ lọc carbon xúc tác?
Bạn nên sử dụng bộ lọc than hoạt tính nếu bạn cần loại bỏ các chất gây ô nhiễm cụ thể mà chỉ riêng bộ lọc than hoạt tính không thể loại bỏ được.
Hoạt tính xúc tác nâng cao của bộ lọc CC thúc đẩy các phản ứng hóa học cho phép bộ lọc loại bỏ hydro sunfua và chloramine – hai bộ lọc mà than truyền thống chỉ có thể giảm nhẹ.
Nếu bạn biết rằng nước của bạn chứa nhiều hydro sunfua hoặc nguồn nước tại địa phương của bạn được khử trùng bằng chloramine thay vì clo, bộ lọc carbon xúc tác sẽ cải thiện chất lượng nước của bạn hiệu quả hơn nhiều so với khối carbon thông thường hoặc bộ lọc than hoạt tính dạng hạt.
📝 Kết luận
Than hoạt tính là giải pháp hiệu quả để loại bỏ clo, mùi vị và mùi hôi khỏi nước – nhưng nếu bạn cần loại bỏ các chất gây ô nhiễm bổ sung, bao gồm chloramines và hydrogen sulfide, giải pháp tốt nhất là nâng cấp lên bộ lọc có thêm chức năng xúc tác.
Hy vọng rằng bây giờ bạn đã biết đủ về các bộ lọc này để quyết định xem chúng có phù hợp nhất với sở thích loại bỏ chất gây ô nhiễm của bạn hay không.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi cụ thể nào khác, hãy xem liệu chúng tôi đã trả lời chúng trong phần Câu hỏi thường gặp bên dưới chưa.
Tìm hiểu thêm bộ lọc nước của chúng tôi sử dụng carbon xúc tác tại đây
