Węgiel aktywny – filtracja wody

Węgiel aktywny, znany ludzkości od wielu wieków, stanowi jeden z najważniejszych elementów nowoczesnych technologii oczyszczania wody. Jego zdolność do adsorpcji zanieczyszczeń pozwala pozbyć się szeregu związków, mających wpływ nie tylko na zdrowie, ale także smak i zapach każdej nalewanej szklanki. Zapraszamy do naszego kompendium, dzięki któremu poznasz tajniki tego materiału.

Węgiel aktywny (znany także jako węgiel aktywowany) to materiał o niezwykle porowatej strukturze, która zapewnia dużą powierzchnię wewnętrzną. Dzięki temu jest zdolny do efektywnego adsorbowania różnorodnych zanieczyszczeń chemicznych, organicznych i biologicznych, czyli ich przyciągania i neutralizowania na swojej powierzchni.

Co ciekawe, węgiel aktywny wyróżnia bardzo duża powierzchnia w przeliczeniu na jednostkę masy. Jeden gram tego związku może mieć powierzchnię wewnętrzną, sięgającą nawet 3300 metrów kwadratowych. To właśnie ten czynnik odpowiada za wspomnianą wcześniej zdolność do adsorpcji. Substancja ta może być ponadto modyfikowana w celu większej skuteczności pochłaniania określonych związków, np. metali ciężkich.

Węgiel aktywny powstaje poprzez aktywację węgla w wysokiej temperaturze (800-950^oC) w atmosferze gazów utleniających lub pary wodnej, co powoduje rozwinięcie struktury porów. Może on być otrzymany z niemal każdego materiału węglowego, zawierającego duże stężenie węgla pierwiastkowego. Najczęściej do tego celu wykorzystuje się drewno, węgiel kamienny i brunatny, torf oraz skorupy orzecha kokosowego.

Historia węgla aktywnego sięga starożytności, kiedy to Egipcjanie stosowali go do oczyszczania wody i powietrza.  Co ciekawe, niewielkie ilości węgla drzewnego podawał swym pacjentom w celach leczniczych Hipokrates około… 2400 lat temu. W XVIII wieku węgiel aktywowany zaczęto stosować w przemyśle cukrowniczym do odbarwiania syropu cukrowego. W XX w. natomiast jego zastosowanie znacznie się rozszerzyło, obejmując między innymi medycynę, przemysł spożywczy oraz ochronę środowiska.

Właściwości węgla aktywnego, takie jak wysoka adsorpcyjność, duża powierzchnia właściwa i zdolność do usuwania szerokiego spektrum zanieczyszczeń, sprawiają, że znajduje on zastosowanie m.in. w urządzeniach, takich jak filtry do wody pitnej i oczyszczacze powietrza.

Wkłady wymienne zawierające węgiel aktywny są jednym z najbardziej efektywnych rozwiązań filtrujących wodę. Do zanieczyszczeń, neutralizowanych przez tę substancję, zaliczamy przede wszystkim chlor i jego pochodne, stosowane do dezynfekcji wody, które mogą nadawać jej nieprzyjemny zapach i smak. Węgiel aktywny wykazuje się ponadto zdolnością do usuwania lotnych związków organicznych.

Wkłady węglowe uznaje się za podstawę każdego systemu filtracyjnego. Ze względu na swoje właściwości są one stosowane nawet w prostych dzbankach filtrujących i maskach ochronnych. O ile istnieją dowody na to, że pozwalają one również na redukcję metali ciężkich i szeregu innych zanieczyszczeń chemicznych, tak należy zawsze pamiętać, że gwarancję usunięcia najmniejszych cząsteczek są w stanie zagwarantować nam wyłącznie membrany osmotyczne.

Wkłady węglowe są najważniejszym składnikiem systemów filtracyjnych w zakresie poprawy walorów organoleptycznych wody. Jak wspomnieliśmy, chodzi tu przede wszystkim o chlor i związki pochodne, wykorzystywane w wodociągach miejskich do oczyszczania wody, a które w największym stopniu wpływają negatywnie na smak i zapach.

Źródłem nieprzyjemnego posmaku lub zapachu wody mogą być także fenole i lotne związki organiczne – również neutralizowane przez węgiel aktywny – oraz metale ciężkie, takie jak ołów, czy rtęć. W przypadku dwóch ostatnich szczególnie skuteczne są systemy odwróconej osmozy.

Niemal wszystkie filtry do wody renomowanych producentów są wyposażone we wkłady z węglem aktywnym. Poniżej prezentujemy kilka spośród modeli, które nasz zespół specjalistów uznaje za najlepsze w tym zakresie.