Than hoạt tính

Than hoạt tính là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Than họat tính dùng trong ngành thực phẩm và cụ thể trong sản phẩm máy lọc nước ro phải được kiểm định bởi NSF.

Than hoạt tính được ứng dụng trong 2 lĩnh vực chính đó là xử lý chất lỏng (79%) và chất khí (21%) đặc biệt được ứng dụng nhiều nhất là trong xử lý nước. Ngoài ra, than hoạt tính còn có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác. Trong công nghiệp hóa học, than hoạt tính được ứng dụng làm chất xúc tác và làm chất mang cho các chất xúc tác khác; trong kỹ thuật: dùng lọc khí trong tủ lạnh và máy điều hòa nhiệt độ; trong y tế (carbo medicinalis – than dược): để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn. Ngoài ra, than hoạt tính còn được dùng để chế tạo mặt nạ chống hơi độc, thu hồi hơi dung môi hữu cơ, phòng tránh tác hại của tia đất...

Đặc điểm của than hoạt tính

Trong than hoạt tính (activated carbon), các nguyên tử carbon sắp xếp không có trật tự, tạo nên một trạng thái vô định hình, là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Dưới kính hiển vi điện tử, một hạt than trông giống như một tổ kiến. Vì thế, diện tích tiếp xúc bề mặt của nó rất rộng để hấp thụ tạp chất.

Nguồn vật liệu của than hoạt tính cũng khá đặc biệt, người ta có thể xử lý từ như tro của vỏ lạc (đậu phộng), gáo dừa, tre hoặc than đá, tre.  Ở Việt Nam và một số nước châu Á, nguyên liệu làm than hoạt tính phổ biến là từ gáo dừa. Những nguyên liệu này được nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí có tính ô xi hóa ở nhiệt độ cực cao. Từ các nguyên liệu có diện tích bề mặt khoảng 10-15 m2/g, sau quá trình hoạt hóa, than đạt diện tích bề mặt lớn hơn cả ngàn lần, trung bình 700-1.200 m2/g.

Sau quá trình này những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ được tạo nên và giữ các tạp chất.

Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song, đó là:

1. Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ,

2. Hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion.

Than hoạt tính có khả năng hấp thụ tốt đối với các chất không phân cực như chất hữu cơ; hấp phụ yếu các chất phân cực như nước, khí amoniac…  Khả năng hấp phụ của than hoạt tính tùy thuộc vào kết cấu, kích thước, mật độ khe hổng, diện tích tiếp xúc của than, tính chất của các loại tạp chất cần loại bỏ và cả công nghệ của các nhà sản xuất.

Than hoạt tính chỉ có tác dụng với một lượng nước nhất định. Sau khi lọc được một khối lượng nước theo chỉ định của nhà sản xuất (chỉ những hãng uy tín mới chỉ định theo tiêu chí này), than sẽ không còn khả năng hấp thụ mùi nữa.

Than họat tính dùng trong ngành thực phẩm và cụ thể trong sản phẩm máy lọc nước ro phải được kiểm định bởi NSF.

Các dạng kết cấu của than hoạt tính

1. Dạng bột cám (Powered - PAC) đây là loại được chế tạo theo công nghệ cũ, nay thường được sử dụng trong sản xuất pin, ac-quy. Có một số nhà sản xuất dùng loại này trộn với keo để đúc thành những ống than nhìn giống như dạng thứ 3 dưới đây.

2.  Dạng hạt (Granulated - GAC)là những hạt than nhỏ, rẻ tiền, thích hợp cho việc khử  mùi. Tuy nhiên, nước thường có xu hướng chảy xuyên qua những khoảng trống giữa những hạt than thay vì phải chui qua những lỗ nhỏ.

3. Dạng khối đặc (Extruded Solid Block – SB) là loại hiệu quả nhất để lọc cặn, khuẩn Coliform, chì, độc tố, khử mầu và khử mùi clorine. Loại này được làm từ nguyên một thỏi than, được ép định dạng dưới áp xuất tới 800 tấn nên rất chắc chắn.

Hiệu suất lọc nước

Hiệu xuất lọc sẽ tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố:

1) Tính chất vật lý của Than hoạt tính, như kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc;

2) Tính chất lý hóa của các loại tạp chất cần loại bỏ;  và cuối cùng là

3) Thời gian tiếp xúc của nước với than hoạt tính càng lâu, việc hấp thụ càng tốt.