Than Hoạt Tính - Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp

Sữa rửa mặt than hoạt tính, kem đánh răng than hoạt tính, bột trắng răng than hoạt tính, bộ lọc khử mùi bằng than hoạt tính,khẩu trang than hoạt tính…Hầu hết chúng đều là những sản phẩm có thành phần từ than hoạt tính. Khá phổ biến trên thị trường, được nhiều người người tiêu dùng lựa chọn sử dụng vì hiệu quả mà chúng mang lại. Hãy đọc bài viết dưới đây để biết than hoạt tính là gì? Những ứng dụng trong đời sống và trong xử lý nước thải ra sao?

Table of Contents

Toggle

• Than hoạt tính là gì?
  • Cấu tạo của than hoạt tính
  • Thông số của than hoạt tính
    • Chỉ số iot
    • Độ cứng của than
    • Phân bố kích thước hạt
    • Kích thước, thể tích lỗ xốp và diện tích bề mặt riêng
  • Than hoạt tính dùng để làm gì?
    • Than hoạt tính dùng trong y tế
    • Than hoạt tính công nghiệp
    • Than hoạt tính làm đẹp, trắng răng
    • Than hoạt tính ứng dụng trong môi trường
    • Ứng dụng trong hóa phân tích
  • Nguyên liệu sản xuất than hoạt tính
  • Cơ chế hoạt động của than hoạt tính
  • Các dạng than hoạt tính?
    • 1. Dang bột (Powdered Activated Carbon – PAC):
    • 2. Than hoạt tính dạng hạt (Granular Activated Carbon – GAC):
    • 3. Than hoạt tính dạng khối (Solid Block Activated Carbon – SBAC):
• Than hoạt tính trong xử lý nước thải
  • Tác dụng than hoạt tính xử lý nước thải
  • Ưu điểm công nghệ xử lý bằng than hoạt tính
  • Thông số kỹ thuật than hoạt tính xử lý nước thải
  • Các chỉ tiêu cơ bản của than hoạt tính xử lý nước thải
  • Quy trình xử lý nước thải bằng than hoạt tính
    • 1/ Tính chất vật lý: kết cấu xốp của tha, diện tích bề mặt tiếp xúc
    • 2/ Tính chất lý hóa: ảnh hưởng từ các chất cần loại bỏ

Than hoạt tính là gì?

Than hoạt tính ( tiếng anh là Activated Carbon) là một dạng của carbon được xử lý để có những lỗ rỗng bé thể tích nhỏ. Để tăng diện tích bề mặt cho dễ hấp phụ hoặc tăng cường phản ứng hóa học.

Cấu tạo của than hoạt tính

Diện tích bề mặt của than hoạt tính nếu tính ra đơn vị khối lượng thì là từ 500 đến 2500 m2/g . Bề mặt riêng rất lớn này là hệ quả của cấu trúc xơ rỗng mà chủ yếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ xuất xứ. Qua quá trình chưng khô ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí. Phần lớn các vết rỗng – nứt vi mạch. Đều có tính hấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh chuyển tải.

Thông số của than hoạt tính

Chỉ số iot

Chỉ số iot là một loại chỉ số cơ bản đặc trưng cho diện tích của các lỗ xốp bên trong cấu trúc phân tử của than và khả năng hấp phụ của than được tính bằng khối lượng iot có thể được hấp phụ bởi một đơn vị khối lượng của than (mg/g).

Chỉ số iot tỉ lệ thuận với mức độ hoạt hóa và chất lượng của than. Nếu chỉ số iot càng lớn có nghĩa là chất lượng tốt. Thông thường, mức tiêu chuẩn của chỉ số iot sẽ rơi vào khoảng từ 500 – 1200 mg/g.

Độ cứng của than

Độ cứng của than đại diện cho khả năng chống chịu mài mòn và hòa tan của than trong quá trình sử dụng. Đây là một thông số rất quan trọng vì trong quá trình sử dụng, than sẽ phải chịu rất nhiều tác động như: sự rửa trôi của dòng chảy, tác động của áp suất, lực vật lý trong quá trình vận chuyển,..

Nếu độ cứng của than càng ổn định thì hiệu quả sử dụng và hiệu quả kinh tế đạt được càng cao. Thông thường, độ cứng của than chủ yếu phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất và quá trình sản xuất.

Phân bố kích thước hạt

Kích thước hạt là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tiếp cận của chất hấp phụ tới bề mặt của than. Nếu kích thước hạt càng nhỏ thì khả năng tiếp cận càng dễ và quá trình hấp phụ sẽ diễn ra càng nhanh.

Kích thước, thể tích lỗ xốp và diện tích bề mặt riêng

Kích thước của lỗ xốp được tính bằng khoảng cách giữa hai cạnh của rãnh hoặc đường kính của ống xốp.

Diện tích bề mặt riêng được đo bằng m²/g và là một thông số hết sức quan trọng đối với than, cho biết khả năng hấp phụ của than hoạt tính. 95% diện tích bề mặt riêng của than là diện tích của những lỗ xốp micro. Những lỗ xốp meso có diện tích bề mặt chiếm không quá 5% tổng diện tích bề mặt của than. Những lỗ xốp kích thước lớn không có nhiều ý nghĩa trong hoạt tính của than vì diện tích bề mặt riêng của chúng không đáng kể.

Than hoạt tính dùng để làm gì?

Than hoạt tính được sử dụng trong tinh chế khí, thức uống không chứa caffein, tinh chế quặng vàng, chiết kim loại, làm tinh khiết nước, y tế, xử lý chất thải, lọc không khí trong mặt nạ phòng độc và khẩu trang.

Than hoạt tính dùng trong y tế

• Giảm đầy hơi : Sản phẩm có tác dụng làm giảm bớt đầy hơi bằng cách kết hợp và thải các chất làm đầy bụng trong thực phẩm.
• Loại bỏ khẩn cấp các độc tố : sản phẩm có khả năng loại bỏ các chất độc tố khẩn cấp, có thể được sử dụng ngay khi nuốt phải chất độc hoặc trong trường hợp dùng thuốc quá liều để giảm nguy cơ gây tổn hại nghiêm trọng cho cơ thể.

• Hệ tiêu hoá khoẻ mạnh : Với khả năng loại bỏ các độc tố gây ra các phản ứng dị ưng, tổn thương, oxy hoá và làm giảm chức năng miễn dịch, được sử dụng để giúp cơ thể duy trì một hệ tiêu hoá khoẻ mạnh.
• Giảm lượng Cholesterol : sản phẩm làm giảm các Cholesterol xấu và tăng các Cholesterol tốt. Nếu sử dụng thường xuyên sẽ giúp giảm 25% lượng Cholesterol xấu trong và làm tăng đến 41% Cholesterol tốt cho cơ thể.

Than hoạt tính công nghiệp

• Một ứng dụng công nghiệp chính là xử lý kim loại cuối – xử lý nước thải xi mạ.
• Xử lý nước thải công nghiệp chứa rất nhiều hóa chất độc hại, các chất hữu cơ, tạp chất, kim loại nặng như: Hg, Cr, Cu,…Đây một biện pháp cực kì hiệu quả và tiết kiệm nhất.

Than hoạt tính làm đẹp, trắng răng

• Giúp răng sáng bóng : Bằng cách hấp thụ mảng bám và vi khuẩn trên răng, giúp răng sáng bóng đồng thời cũng cố sức khoẻ răng miệng bằng cách thay đổi nồng độ pH trong miệng, ngăn ngừa sâu răng, hôi miệng, các bệnh về nướu.
• Vai trò đối với làn da : Trị mụn trứng cá, làm sạch da, giải độc cho da.

Than hoạt tính ứng dụng trong môi trường

Sự hấp phụ cacbon có nhiều ứng dụng trong loại bỏ chất gây ô nhiễm từ không khí hay nước như:

• Làm sạch dầu tràn
• Lọc nước ngầm
• Lọc nước uống
• Làm sạch không khí
• Giữ tạp chất hữu cơ không bay hơi từ màu vẽ, lọc khô, bay hơi xăng và những quá trình khác.

Ứng dụng trong hóa phân tích

• Than hoạt tính, hỗn hợp 50/50 khối lượng diatomit đựoc sử dụng như pha tĩnh trong sắc khí áp suất thấp cho carbohydrate sử dụng dung dịch rượu (5-50%) như pha động trong đinh chuẩn chuẩn bị và phân tích.
• Được sử dụng rất nhiều trong việc sản xuất khẩu trang y tế, mặt nạ phòng độc chuyên dụng. Hay trong các đầu lọc thuốc lá để giảm thiểu những chất gây hại với phổi cho người sử dụng.

Nguyên liệu sản xuất than hoạt tính

Than hoạt tính thường được sản xuất từ rất nhiều nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên như: than đá, gỗ, mùn cưa, gáo dừa, tre, vỏ lạc, vỏ trấu,.. Tuy nhiên, gáo dừa và cây tre luôn là 2 nguyên liệu được sử dụng nhiều nhất bởi chúng có hàm lượng carbon rất cao và được trồng nhiều ở nước ta.

• Than hoạt tính gáo dừa được dùng trong lọc nước, hút mùi, không khí,…
• Than tre hoạt tính được dùng nhiều trong việc làm đẹp da, làm trắng răng do bột than tre hoạt tính mịn và ít ăn mòn.

Ngoài ra, than hoạt tính còn được sản xuất từ nguồn nguyên liệu mới là Vỏ Trấu.

Cơ chế hoạt động của than hoạt tính

Than hoạt tính hoạt động chủ yếu bằng cách hấp phụ vật lý các chất gây ô nhiễm, các tạp chất, bụi bẩn,.. vào các lỗ nhỏ li ti bên trong phân tử của than. Điều đó có nghĩa là diện tích bề mặt bên trong của carbon sẽ tạo ra một lực hút cực kì mạnh để hấp phụ hoàn toàn những chất lơ lửng xung quanh nó và khiến các chất này bám dính trên bề mặt của carbon.

Nếu diện tích mặt bên trong của carbon càng lớn thì lực hút được tạo ràng càng mạnh. Điều đó có nghĩa là phân tử than càng xơ rỗng bao nhiêu thì lực hấp thụ tạo ra sẽ càng mạnh bấy nhiêu.

Bên cạnh đó, các phản ứng hoá học cũng có thể xảy ra trên bề mặt của than giữa carbon và clo trong quá trình lọc nước, đây là cách mà than loại bỏ clo dư thừa trong nước.

Các dạng than hoạt tính?

1. Dang bột (Powdered Activated Carbon – PAC):

Cấu tạo từ những hạt than nhỏ và dạng bột, GAC được dùng rộng rãi trong hệ thống lọc nước hoặc các máy xử lý nước gia đình. Than hoạt tính xử lý nước thải dạng bột có thể lọc mùi, xử lý nước nhiễm bẩn…

STT	CHỈ TIÊU	GIÁ TRỊ
1	Độ ẩm (Moisture)	<= 3%
2	Độ tro ( Ash)	<= 3%
3	Cường độ ( Hardless)	>= 95%
4	Độ PH	8 – 9
5	Điểm cháy	> 4.500 độ C
6	Kích cỡ hạt	d= 0.1 +- 0.25 mm
7	Tỷ trọng ở 2500 độ C	0.440 – 0.600 g/ml
8	Chỉ số Iod	900 – 1000 mg/ g
9	Methylene Blue	130 – 170 ml/g
10	Benzene	22 – 33 %

2. Than hoạt tính dạng hạt (Granular Activated Carbon – GAC):

Được cấu thành từ những hạt than nhỏ và bền hơn dạng bột, GAC được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lọc nước máy hay xử lý nước gia đình.Được sản xuất từ gáo dừa bằng phương pháp hoạt hóa ở nhiệt độ 900-1000 độ C. Sản phẩm có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm, tạp chất hữu cơ, ion kim loại nặng, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật và dioxin bị lẫn trong nước.

STT	CHỈ TIÊU	GIÁ TRỊ
1	Độ ẩm ( Moisture)	<=6
2	Độ tro ( Ash)	2 – 5
3	Cường độ ( Hardless)	>=95
4	Độ PH	8 – 9
5	Điểm cháy	900-1000 độ C
6	Kích cỡ hạt	0.2 – 5mm
7	Tỷ trọng ở 2500 độ C	650 – 850 mg/g
8	Chỉ số Iod	650 – 850 mg/g
9	Methylene Blue	130 – 170 ml/g
10	Benzene	23 – 33 %

3. Than hoạt tính dạng khối (Solid Block Activated Carbon – SBAC):

Là cấu trúc than tốt nhất và lọc nước hiệu quả nhất đang sử dụng rộng rãi hiện nay. Khi dòng nước chảy qua khối than hoạt tính vững chắc, các tạp chất bẩn sẽ bị giữ lại và dòng nước đi qua sạch sẽ. Khối than hoạt tính cũng bảo đảm được sự rắn chắc, độ bền sử dụng cao và tăng hiệu suất của toàn bộ hệ thống lọc.

STT	CHỈ TIÊU	GIÁ TRỊ
1	Độ ẩm ( Moisture)	<=10
2	Độ tro ( Ash)	2 – 5
3	Cường độ ( Hardless)	>=95
4	Độ PH	8 – 9
5	Điểm cháy	900-1000 độ C
6	Kích cỡ hạt	0.2 – 5mm
7	Tỷ trọng ở 2500 độ C	500 – 900 mg/g
8	Chỉ số Iod	800-850 mg/g
9	Methylene Blue 130 – 170 ml/g	130 – 170 ml/g
10	Benzene 22 – 33 %	23 – 33 %

Than hoạt tính trong xử lý nước thải

Than hoạt tính xử lý nước thải chủ yếu ở dạng vô định hình, có màu đen, tồn tại ở dạng tinh thể dạng grafit. Trong than hoạt tính xử lý nước thải có thành phần Carbon chiếm khoảng 90%, phần còn lại là kim loại kiềm và tro bụi.

Nguyên liệu chính của than hoạt tính xử lý nước thải đó là gáo dừa tạo ra trong quá trình đốt nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí. Tạo ra nguyên liệu Carbon có cấu trúc rỗng rất lớn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng nhỏ.

Tác dụng than hoạt tính xử lý nước thải

Ngày nay khu công nghiệp ngày càng nhiều hơn, chính vì thế chính sách bảo vệ môi trường nước cũng được nhà nước ta ngày càng thắt chặt. Và than hoạt tính là vật liệu chủ yếu dùng để xử lý và khử các chất hữu cơ hòa tan trong nước với các đặc tính:

• Khử các chất bẩn.
• Làm sạch vụn của các kim loại nặng hòa tan trong nước.
• Làm sạch triệt để chất hữu cơ hòa tan, khử mùi và vị, đặc biệt nước thải công nghiệp chứa các phân tử hữu cơ độc hại hoặc các phân tử có độ bền vững bề mặt cao ngăn cản các quá trình xử lý sinh học.

Trong quá trình xử lý nước thải than hoạt tính chứa và nuôi dưỡng các loại vi khuẩn có khả năng phân hủy các chất hữu cơ dính bám để tạo ra bề mặt tự do, cho phép giữ lại các phân tử hữu cơ mới.

Ưu điểm công nghệ xử lý bằng than hoạt tính

• Khử chất độc hại trước khi thải ra môi trường
• Chi phí xây dựng hợp lý
• Hệ thống vận hành đơn giản
• Có thể áp dụng cho nhiều mô hình ngành nghề khác nhau
• Nguyên liệu dễ mua, dễ thay thế mà chi phí lại rất thấp
• Than hoạt tính chịu nhiệt tốt, độ cứng ổn định mà lại ít hao hụt

Thông số kỹ thuật than hoạt tính xử lý nước thải

STT	THÔNG SỐ	GIÁ TRỊ
1	Hình dạng	Dạng viên hình trụ, mầu đen, độ dài 2 -4mm.
2	Tỷ trọng	650 – 700kgm3.
3	Quy cách	25kg/bao.
4	Nguyên liệu sản xuất	Than gáo dừa theo phương pháp hoạt hóa ở nhiệt độ 900 – 1000oc.
5	Nơi sản xuất	Bến Tre, Việt Nam

Các chỉ tiêu cơ bản của than hoạt tính xử lý nước thải

STT	THÔNG SỐ	GIÁ TRỊ
1	Chỉ số iot:	950 – 1100mg/g.
2	Hấp phụ:	40 – 60%.
3	Benzen:	23 – 33%.
4	Methylene Blue:	130 – 170ml/g.
5	Độ cứng:	95%.
6	Hàm lượng tro:	3 – 5%.
7	Độ ẩm:	5 – 6%.
8	PH:	9 – 11.

Quy trình xử lý nước thải bằng than hoạt tính

Vật liệu này 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, than sẽ không còn khả năng hấp phụ nữa (no/ bão hòa). Chính vì vậy, cần thay mới đúng chu kì để đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải một cách tốt nhất.

Hiệu quả vật liệu này xử lý các chất độc hại trong nước tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố:

1/ Tính chất vật lý: kết cấu xốp của tha, diện tích bề mặt tiếp xúc

Khi nguồn nước thải đi qua lõi lọc vật liệu này nhờ các lỗ nhỏ li ti trong cấu trúc than các hạt, tạp chất bẩn trong nước sẽ bị giữ lại.

2/ Tính chất lý hóa: ảnh hưởng từ các chất cần loại bỏ

Với cấu trúc đặc biệt của bề mặt phân tử than hút các chất hóa học, và các tạp chất hòa tan có trong nước và giữ lại bên trong lõi lọc. Với đặc tính “không hút nước” nhưng “hấp thụ dầu mỡ”, vật liệu có tác dụng mạnh với rất nhiều loại hóa chất chứa Clo, Benzen hay các hóa chất công nghiệp hòa tan trong nước.

3/ Thời gian và tốc độ chảy của dòng nước thải

Thời gian tiếp xúc của nước với sản phẩm càng lâu, việc hấp thụ càng tốt.

Sản phẩm có tác dụng trong 1 khoảng thời gian nhất định, vì thế phải thay mới.

Bài viết trên đây đã gửi đến bạn thông tin hữu ích nhất về than hoạt tính. Nếu bạn còn bất cứ thắc mắc gì thì hãy liên hệ đến hotline của công ty Vệ sinh môi trường số 1 Hà Nội để được tư vấn miễn phí 24/7 nhé.

>>>Hotline: 0963 31 31 81<<<