img006

Makropor

5.3.1.2. FORMY WĘGLI AKTYWNYCH

Dostępne na rynku węgle aktywne oferowane są w kilku formach - od lekkich, puszystych pyłów po stosunkowo twarde i ciężkie granule. Najczęściej stosowanymi do oczyszczania wody są:

-    pylisty węgiel aktywny, PWA (ang. Powdered Activated Carbon - PAC),

-    granulowany węgiel aktywny, GWA (ang. Granular Activated Carbon - GAC), materiał ziarnisty o nieregularnym kształcie ziaren.

Określenie GWA stosuje się często nie tylko w odniesieniu do węgla aktywnego w postaci granul, ale także do węgli formowanych w postać cylinderków czy węgli powstających w wyniku kruszenia materiału wyjściowego, co może być nieraz mylące. Niektóre typowe parametry obu form węgli aktywnych przedstawiono w tabeli 5.1.

Zasadniczą różnicą między PWA i GWA jest rozmiar ziaren, co ma wpływ przede wszystkim na kinetykę adsorpcji, czyli czas niezbędny do zaadsorbowania się zanieczyszczeń na powierzchni adsorbentu. Jednakże właściwości adsorpcyjne GWA i PWA w zasadzie są podobne. Generalnie parametry węgli aktywnych (rozkład wielkości porów, powierzchnia wewnętrzna i właściwości chemiczne powierzchni) wpływające na pojemność adsorpcyjną są niezależne od wielkości ziarna. Na rynku dostępnych jest wiele gatunków każdej z form węgla aktywnego,

Parametr	PWA	GWA
Powierzchnia właściwa [m^2/g]	800-1800	700-1300
Średni promień porów [nm]	1-2	0,8-1,5
Gęstość nasypowa [kg/m^3]	360-740	400-500
Rozmiar ziaren [mm]	0,005-0,150	0,1-5
Zawartość popiołu [%]	maks. 6	maks. 8
Zawartość wilgoci [%]	3-10	2-8

różniących się właściwościami chemicznymi i fizycznymi [8, 12] oraz - co jest z tym związane - pojemnością adsorpcyjną i selektywnością. Szeroki asortyment węgli aktywnych (tabela 5.3) pozwala na właściwy dobór adsorbentu do konkretnego zastosowania. Różne gatunki węgli aktywnych mogą wykazywać różną podatność na regenerację oraz odporność mechaniczną. Ma to duże znaczenie z punktu widzenia strat adsorbentu, będących efektem ścierania w trakcie transportu, użytkowania i regeneracji. Niewątpliwymi zaletami PWA w stosunku do GWA są:

-    niższa cena (ze względu na możliwość utylizacji zużytych GWA i odpadów polimerowych do produkcji PWA),

-    niskie koszty inwestycyjne - nie ma konieczności rozbudowywania istniejących układów oczyszczania wody,

-    łatwość dostosowywania wielkości dawek do konkretnych potrzeb,

-    możliwość okresowego stosowania procesu adsorpcji (tylko w razie konieczności),

-    szybkość działania.

Zasadniczo PWA jest materiałem jednorazowego użytku (czasami tylko zawraca się raz użyty PWA z powrotem do procesu). Instalacje używające PWA uznawane są za łatwiejsze w eksploatacji. Dodatek PWA jest coraz częściej stosowany wraz z koagulacją, przed procesami membranowymi, a przede wszystkim do usuwania zanieczyszczeń pojawiających się w wodzie incydentalnie.

5.3.1.3. OKREŚLANIE WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNYCH WĘGLI AKTYWNYCH

Z powodu zmiennego składu wody poddawanej oczyszczaniu, węgle aktywne muszą być właściwie dobrane do konkretnego zastosowania. Z punktu widzenia zastosowania w praktyce, właściwości sorpcyjne węgli aktywnych przedstawia się w postaci kilku wskaźników. Odzwierciedlają one zdolność adsorbowania przez adsorbent wybranych substancji, reprezentujących różne grupy zanieczyszczeń występujących w wodzie, różniących się właściwościami chemicznymi oraz strukturą i wielkością cząsteczek. W Polsce stosuje się pięciocyfrowy wskaźnik FIBDM, informujący o zdolności adsorpcji przez dany węgiel aktywny fenolu (F), jodu (I), błękitu metylenowego (B), laurylosiarczanu sodu (D) oraz melasy (M). Każda