Than hoạt tính là một dạng của cacbon được xử lý để có những lỗ rỗng bé thể tích nhỏ để tăng diện tích bề mặt cho dễ hấp thụ. Than hoạt tính được sử dụng nhiều trong công nghiệp lọc nước. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu tác dụng của than hoạt tính trong lọc nước.

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 (sấy) 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 (kẽ nối). Than hoạt tính thường được tự nâng cấp, để lưu giữ lại được những thuộc tính lọc hút; để có thể thấm hút được các thành phần đặc biệt như kim loại nặng.

Than hoạt tính được tạo từ gỗ và than đá thường có giá thành thấp; từ xơ dừa, vỏ trái cây thì giá thành cao và chất lượng hơn. Phần lớn than hoạt tính có mặt trong đời sống được làm từ gỗ bằng cách đốt cháy thân cây rồi phun nước lên thân cây đang cháy (hoạt hóa) hoặc nung thân gỗ trong môi trường yếm khí.

Vì sao than hoạt tính có tác dụng lọc nước?

Than hoạt tính có những thông số và chỉ số đặc trưng cho thể tích và diện tích bề mặt. Chúng là nhân tố ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ và lọc nước của than hoạt tính.

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. Theo tiêu chuẩn của IUPAC thì kích thước lỗ xốp được chia ra làm ba loại: 

• Micro pore có kích thước bé hơn 2 nm
• Meso pore có kích thước từ 2-50 nm 
• Macro pore có kích thước từ 50 nm trở lên.

Diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính 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 là 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.

Chỉ số IOD

Đây là một chỉ số cơ bản của than hoạt tính đặc trưng cho diện tích bề mặt của lỗ xốp cũng như khả năng hấp phụ của than. Chỉ số iod được tính bằng khối lượng iod có thể được hấp phụ bởi một đơn vị khối lượng của than (mg/g).

Nguyên lý của phương pháp đo dựa trên sự hấp phụ lớp đơn phân tử iod trên bề mặt của than. Chỉ số iod càng lớn thì mức độ hoạt hóa càng cao. Giá trị của chỉ số iod rơi vào khoảng 500–1200 mg/g.Chỉ số càng lớn thì mức độ hoạt hóa càng cao.

Độ cứng

Là khả năng chống chịu mài mòn của than hoạt tính. Độ cứng phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu đầu vào cũng như mức độ quá trình hoạt hóa. Than cần đảm bảo được những yếu tố về độ cứng nguyên vẹn cấu trúc ban đầu để đảm bảo chất lượng của than

Phân bố kích thước hạt

Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến khả năng tiếp cận của nước được hấp phụ tới bề mặt của than. Kích thước càng nhỏ thì khả năng tiếp cập càng dễ và quá trình hấp phụ diễn ra càng nhanh.

Các dạng và tác dụng của than hoạt tính trong lọc nước

Thanh hoạt tính sử dụng trong lọc nước có một số hình dạng nhất định. Tùy vào dạng than với mục đích sử dụng; tác dụng của than hoạt tính trong lọc nước có một vài thay đổi nhất định.

Than hoạt tính được sử dụng trong lọc nước thường có 3 dạng sau đây:

• Dạng bột (Powdered Activated Carbon – PAC). Dạng than hoạt tính này thường sử dụng trong các hệ thống lọc nước công nghiệp lớn. Tác dụng than hoạt tính ở dạng này chủ yếu dùng để lọc mùi; chất màu và cả chất béo hòa tan trong nước. Tuy nhiên dễ bị rửa trôi và không được ổn định.
• Dạng hạt (Granular Activated Carbon – GAC). Ở dạng than này được cấu thành bởi hạt than nhỏ, bền hơn dạng bột. Được sử dụng chủ yếu trong hệ thống lọc nước máy hay xử lý nước giếng gia đình. Than hoạt tính hoàn toàn lọc được mùi, xử lý nước nhiễm khuẩn,… 
• Dạng khối (Solid Block Activated Carbon – SBAC). Đây là cấu trúc hiệu quả được sử dụng nhiều trong lõi của máy lọc nước. Bởi cấu trúc vững chắc, độ bền cao và mang lại tính hiệu quả lọc chất bẩn.

Cơ chế hoạt động của than hoạt tính trong lọc nước 

Than hoạt tính được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Bởi tính đa dụng mà nó mang lại. Với công dụng hiệu quả mà than hoạt tính mang lại trong công nghiệp lọc nước, than hoạt tính đã vận hành theo cơ chế riêng để tạo cho mình hiệu quả tối ưu. Cụ thể:

• Cơ chế hút bám: Cùng với cấu trúc rỗng xốp giúp nó thu hút các chất hóa học, các chất hòa tan và phong tỏa nó tại lõi lọc, chỉ để nước sạch đi qua. Nếu diện tích mặt bên trong của cacbon 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. 
• Cơ chế vật lý: Than hoạt tính hoạt động chủ yếu bằng cách hấp thụ vật lý các chất ô nhiễm, các tạp chất, bụi bẩn,… vào các lỗ li ti bên trong phân tử của than.

Hai cơ chế cùng song hành hoạt động mang lại nguồn nước sạch tuyệt đối, khiến cho than hoạt tính là một công cụ không thể thiếu trong công nghiệp lọc nước nói chung và máy lọc nước gia đình nói riêng.

Tác dụng của than hoạt tính trong lọc nước

Than hoạt tính có tác dụng rất lớn trong quá trình xử lý nước thải và lọc nước sinh hoạt.

Tác dụng của than hoạt tính trong xử lý nước công nghiệp

Khi công nghệ hiện đại kéo theo các khu công nghiệp mọc lên càng nhiều. Chính vì thế chính sách bảo vệ môi trường nước cũng được nhà nước ta ngày càng thắt chặt. 

Vì vậy 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.

Tác dụng của than hoạt tính trong lọc nước sinh hoạt

Lõi lọc nước không thể thiếu than hoạt tính trong lõi lọc nước trực tiếp. Bởi những đặc tính tự nhiên cùng cơ chế hoạt động ưu việt đã khiến than hoạt tính là một phần không thể thiếu trong các máy lọc nước tại nhà.

Than hoạt tính có hiệu quả cao trong việc khử mùi, loại bỏ thuốc trừ sâu, Clo, hóa chất, chất hữu cơ có hại. Nước đi qua lõi than hoạt tính được sạch hơn, an toàn hơn, khử màu, khử mùi hiệu quả cho nước.

Ngoài ra, lõi than hoạt tính còn có khả năng cải thiện hương vị nước, bổ sung vị cho nước. Nhờ đó, nước sau lọc ngon ngọt mát hơn.

Với những tác dụng của than hoạt tính kể trên, có thể thấy, lõi than hoạt tính có vai trò vô cùng quan trọng, quyết định đến chất lượng nước lọc của bộ lọc nước uống trực tiếp.

Câu hỏi thường găp

Trên đây là các nội dung chia sẻ cấu tạo và các tác dụng của than hoạt tính lọc nước. Mọi ý kiến hay yêu cầu xin vui lòng liên hệ với Locnuoc.Store để nhận sự trợ giúp.

Trân trọng cảm ơn!