کربن فعال (Activated Carbon) نوعی کربن می‌باشد که به روشی فراوری شده است که دارای منافذ کوچک و کم حجم باشد. این عمل باعث می‌شود تا سطح تماس کربن افزایش یابد و بتواند در فرایندهای جذب یا واکنش‌های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل تعداد حفرات بسیار بالای کربن فعال، یک گرم از آن تا بیش از 2000 متر مربع سطح تماس دارد (سطح یک قاشق از این ترکیب با سطح زمین فوتبال برابری می کند). بخاطر وجود منافذ بسیار ریز در داخل آن، دارای قدرت جذب بالا بوده و می تواند مواد شیمیایی و آلی را در خود جذب و نگه دارد.

طبقه بندی کربن فعال از نظر اندازه منافذ و خلل و فرج :

-         ریز منفذ (Micro Pores )  که دارای قطر حفرات کمتر از 2nm هستند.

-         متوسط منفذ (Meso Pores ) که اندازه حفرات آنها بین 2 ~ 50nm است

-         درشت منفذ (Macro Pores ) که حفره های آن در بازه 50 ~ 200nm است.

معمولا از دو روش حرارتی و شیمیایی برای تولیدکربن فعال استفاده می‌کنند، که به آن فرآیند فعالاسیون می‌گویند .

طبقه بندی کربن فعال از نظر مواد پایه تولید :

• کربن فعال ساخته شده از پوسته نارگیل: دارای سطح جذب بالایی بوده و از گرد و غبار کمی برخوردار است و همین ویژگی ها آن را برای صنایع تصفیه آب و همچنین فیلتر های هوا مناسب می‌کند .این کربن از درصد خلوص بالایی برخورد دار است و دارای درصد خاکستر بسیار پایین می‌باشد.
• کربن فعال ساخته شده از زغال سنگ: این کربن فعال از سطح تماس بالایی برخوردار است و دارای حفره های متوسط منفذ و ریزمنفذ است. این نوع کربن بصورت گسترده در سیستم های تصفیه آب صنعتی مورد استفاده است و از نظر اقتصادی نیز کاملا مقرون به صرفه می باشند.
• کربن فعال ساخته شده از چوب: از این نوع کربن به صورت کمتری در تصفیه آب استفاده می‌شود. این نوع از کربن برای رنگ زدایی بسیار عالی عمل می کند.

طبقه بندی کربن فعال از نظر شکل :

• گرانولی (GAC): این نوع از کربن به صورت نامنظم با اندازه متوسط 0.2 ~ 5 mm تولید می‌شوند.ذرات کربن فعال گرانولی به خوبی قادر به جذب بخارات و گازها می‌باشند زیرا به سرعت پخش می‌شوند و به همین دلیل به صورت گسترده در صنایع تصفیه از این نوع کربن استفاده می‌شود.
• پودری (PAC):کربن فعال پودری با استفاده از کربن آسیاب شده یا خرد شده ساخته می‌شود و غالبا در اندازه حدود 0.2 mm می‌باشند. این نوع کربن اغلب برای تصفیه گازها وحتی برای دستگاه های فیلتر کربنی مناسب می‌باشند.
• میله ای (EAC): این نوع از کربن فعال در انواع شکل استوانه‌ای و‌ میله‌ای تولید می‌ شود و دارای قطر 0.8  ~ 5 mm می باشند. این نوع از کربن فعال عمدتا برای کاربرد های فاز گاز به دلیل استحکام مکانیکی بالا و‌ درصد گرد غبار کم استفاده می‌شوند.

بخشی از کاربردهایکربن فعال در صنایع عبارتند از :

• تصفیه آب ها ( آب شرب، آب صنعتی، آب آکواریوم)
• فرآیند پیش تصفیه دستگاه RO
• صنایع دارویی (درمان مسمومیت دارویی یا سموم خوراکی)
• استخراج فلز ( بازیافت طلا)
• صنایع شیمیایی  ( استفاده در ماسک‌های گاز، جداسازی کربوهیدرات ها، فیلترهای هوای فشرده)
• صنایع نفت و گاز ( جاذب و کاتالیست)
• رنگ‌زدایی از قند و شکر
• تصفیه هوا
• حذف بو از آب و انواع نوشیدنی

کدام مواد آلاینده در تصفیه آب با کربن فعال حذف می‌شوند؟

حضور کربن فعال در آب، می تواند تمامی آلاینده‌های دردسر ساز از جمله عواملی که باعث ایجاد بو و طعم نامطبوع در آب می شود ، فلزات سنگین، کلر آزاد، نیترات و ... را حذف کند. البته با توجه به نوع کربن و مواد شیمیایی که در روند تولید آنها استفاده شده است، کارایی و قدرت در حذف این مواد آلاینده متفاوت می‌باشد .

عوامل موثر در تصفیه آب با کربن فعال :

از مهم ترین فاکتورهایی که در روند تصفیه آب بوسیله کربن فعال نقش دارند، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود :

• کیفیت کربن فعال و اندازه آنها : هر چه اندازه کربن ها کوچکتر باشد، قدرت واکنش پذیری و برقراری پیوند قطبی در آنها بیشتر است.
• نوع مواد آلاینده و مقدار آنها : هر اندازه مواد آلاینده بیشتر باشد، کربن فعال‌ها در فاصله کوتاهتری باید احیا شود و کارایی خود را زودتر از دست می‌دهند.
• مدت زمان تماس آب : هر اندازه زمان تماس آب با سطح کربن بیشتری باشد، قدرت حذف آلاینده‌ها بیشتر می‌شود.

اشباع بسترکربن فعال و تعویض آن :

در طول دوره بهره برداری از فرآیند تصفیه با کربن فعال به جایگزینی آن نیاز می‌باشد. این کار به جهت کاهش کارآیی کربن فعال انجام می‌شود. پس از گذشت مدت زمان مشخص و عبور سیال از بستر کربن فعال برای عملیات تصفیه سازی، ذرات و حفره های کربن فعال از آلاینده‌ها پر خواهد شد و فضای دیگری برای به دام انداختن آلاینده‌های بعدی وجود ندارد.

مدت زمان اشباع بستر کربن فعال به ظرفیت آن و میزان گذر سیال از بستر بستگی دارد. ظرفیت کربن فعال را می‌توان به خصوصیات فیزیکی آن وابسته دانست. هم‌چنین pH آب یا فاضلاب ، مدت زمان تصفیه و کیفیت آب عبوری نیز بر روی ظرفیت بستر کربن فعال تأثیرگذار خواهد بود. بعد از اشباع ظرفیت کربن فعال، می‌بایست به منظور تعویض و جایگزینی آن اقدام شود.

برخی از مهم ترین پارامترهایی که تاثیر بسیار بالایی را در سطح کیفی کربن فعال دارند عبارتند از :

• عدد یدی (Iodine Number)

این ویژگی کربن در واقع نشان دهنده میزان تخلخل درکربن فعال می‌باشد که توسط جذب ید از محلول حاوی کربن سنجیده می گردد . پارامتر عدد یدی برحسب میلی‌گرم ید جذب شده به ازای هر گرم کربن فعال تعریف می‌شود. با توجه به اندازه مولکولی عنصر ید می توان دریافت که کربن فعالی که عدد یدی بیشتری داشته باشد، توانایی بالاتری در جذب مواد از خود نشان خواهد داد . این عدد به صورت  mg/g گزارش می‌شود.

• عدد ساییدگی یا سختی(Hardness/ abrasion number)

 عدد ساییدگی، میزان مقاومت کربن فعال را در مقابل ساییدگی و استحکام نشان می دهد، این عامل بر اساس مواد خام اولیه و میزان فعالیت کربن تعیین می شود .

• میزان خاکستر (Ash content):

از پارامترهای مهم مشخصات فیزیکی کربن فعال مقدار خاکستر است. وجود خاکستر میزان فعالیت کربن فعال را کاهش می‌دهد. این مقدار بستگی به ماده پایه سازنده آن دارد. این پارامتر با واحد mg/gبیان می‌شود.

• فعالیت تتراکلرید کربن (Carbon tetrachloride activity)

میزان تخلخل کربن با جذب بخار تتراکلرید کربن اشباع شده تعیین می شود.

• توزیع اندازه ذرات (Particle Size Distribution)

هرچه اندازه ذرات کربن فعال ریزتر باشد، دسترسی به سطح تماس بهتر و سرعت جذب نیز سریع‌تر خواهد بود. بر خلاف سیستم های فاز مایع، در سیستم‌های فاز بخار با کاهش اندازه ذرات کربن فعال، افت فشار افزایش نمی‌یابد.

پارامتــرهای دیگری نیز برای طبقه بندی کربن‌ فعال وجود دارند. از این پارامترها می‌توان به سطح تماس (Surface Area) ، دانسیته توده (Bulk Density)و حجم حفره (Pore Volume) اشاره کرد.

کربن فعال جاکوبی  Aquasorb

کربن فعال جاکوبی  Aquasorbیک کربن گرانولی استاندارد است . کمپانی جاکوبی برترین و بزرگترین مجموعه تولید و عرضه کربن فعال در سراسر جهان می‌باشد که در کشورهای مختلف ، خطوط تولید‌ گوناگونی دارد .

این کربن فعال به طور مخصوص برای مصارف در کاربرد های شهری و صنعتی ساخته شده است . این محصول از قدرت جذب سطحی بالا و استحکام زیادی برخوردار است . سختی و استحکام مکانیکی بالا ، تلفات و هدر رفت ناچیز در هنگام شستشوی معکوس (بک‌واش) ، از ویژگی های بارز این محصول می باشند.

کاربرد های کربن فعال جاکوبی  Aquasorb :

• تصفیه آب شرب شهری
• تصفیه آب خانگی
• رنگبری
• جذب و حذف بو
• حفاظت از رزین های تبادل یونی

 ویژگی ها و مزایاکربن فعال جاکوبی Aquasorb :

• تراکم بالا
• قابلیت رطوبت پذیری بالا
• ظرفیت جذب عالی
• دارای بازدهی بالا بعد از احیا
• دارای ظرفیت ترکیب آلی بالا
• دارای مقاومت بسیار بالا در برابر ضربه و سایش
• دارای ظرفیت جذب بالا
• دارای استحکام مکانیکی بالا