Tratamiento de agua - proceso de filtración con carbón

1. ¿Qué es la filtración de carbono?

La unidad de filtración de carbón farmacéutico se diseña generalmente en el proceso de pretratamiento, se instala después del proceso de ablandamiento, antes de que el agua ingrese a la membrana de ósmosis inversa, destilación por compresión de vapor o multiefecto de la unidad de tratamiento de agua farmacopeica, el filtro generalmente está hecho de material de acero inoxidable, el medio filtrante de carbón activado son partículas de carbón de varios tamaños, que van desde 10 a 50 mallas, las partículas de carbón activado están hechas de cáscaras de coco, generalmente en una atmósfera que contiene nitrógeno u otros gases inertes, en condiciones libres de oxígeno, y luego este carbón se activa por vapor o métodos químicos, este carbón se calienta a 750-950 °C en presencia de vapor, el carbón activado por vapor contiene tamaños de poro muy finos que son ideales para adsorber componentes en el agua. En la activación química del carbón, este se mezcla con pasta de cloruro de zinc y se calienta a 600-800 °C. El carbón activado químicamente tiene un tamaño de poro grande, lo que lo hace ideal para adsorber moléculas más grandes en el agua.

2. ¿Por qué instalar filtros de carbón?

Esto comienza con la eliminación de cloro y cloramina. Las bacterias o microorganismos son factores clave a considerar en el proceso de tratamiento de agua farmacéutica, y la unidad de pretratamiento del sistema de agua no es una excepción. Sin embargo, el cloro inhibe los microorganismos y plantea dos riesgos principales para los equipos de la unidad de tratamiento posterior:

1. Erosión de las membranas de ósmosis inversa (OI). La unidad de tratamiento de agua de la Farmacopea utiliza membranas de OI, que son materiales semipermeables muy delgados que actúan como filtros. Esta membrana es sensible al cloro. Con el tiempo, el cloro puede degradarla, comprometiendo su capacidad de filtración.

2. Peligroso para el tratamiento de hemodiálisis. El cloro oxida los glóbulos rojos, al igual que las bacterias. Cuando las células se oxidan, se libera el potasio que contienen. El potasio le da a la sangre un color rojizo; de hecho, se utiliza en inyecciones letales para detener el latido del corazón, por lo que debe filtrarse para la hemodiálisis. Por lo tanto, el agua de producción final con niveles excesivos de cloro representa un riesgo para la seguridad del paciente.

Es evidente que es necesario eliminar el cloro o las cloraminas del agua, y la eliminación de estos compuestos tiene como objetivo prevenir la degradación de la membrana o la corrosión bajo tensión por cloro en el sistema de ósmosis inversa, lo que garantiza la estabilidad continua de la unidad de filtración de membrana de tratamiento final y, al mismo tiempo, cumple con los requisitos farmacopeicos para el uso final del agua, incluido el cloro.

3. El papel de la filtración de carbono

1. Descloración

Los filtros de agua de carbón activado granular son eficaces para eliminar el cloro libre. Las partículas de carbón reducen el ácido hipocloroso (HOCl) a iones cloruro. Con el tiempo, la reacción de los iones cloruro se degrada y se producen nuevos iones de carbón (cloraminas). La producción residual de cloro en el agua filtrada con carbón activado se mantiene en un nivel no superior a 0,1 ppm.

2. Eliminar la cloramina

La monocloramina, en particular, no se absorbe bien en el organismo. Las reacciones con carbón activado no se producen con tanta facilidad. El carbón activado catalítico puede proporcionar una velocidad de reacción más rápida que el carbón vegetal tradicional.

3. Adsorción física

El carbón activado también tiene una función de adsorción física, que le permite adsorber materia orgánica, olores del agua, coloides y pigmentos.

4. ¿Qué factores afectan la eficiencia de la filtración de carbono?

Factores como el tiempo de contacto entre el agua y el lecho de carbón, la concentración de contaminantes, la temperatura y el pH del agua afectan la eficiencia de filtración del filtro de carbón. A altas temperaturas, los filtros de carbón activado no son tan efectivos como a bajas temperaturas. El pH del agua también afecta la adsorción de contaminantes. Al aumentar el pH en una unidad desde 7, es necesario incrementar la superficie de carbón activado en un 20 %.

5. Método de desinfección

El filtro de carbón activado también es una unidad potencial de contaminación microbiana, lo que puede estar relacionado con la posibilidad de que el material filtrante contenga "carbón activado regenerado de cáscara de coco". Un material filtrante de baja calidad tiene más probabilidades de causar una infección bacteriana a gran escala después de la adsorción y la saturación, por lo que el filtro de carbón activado debe diseñarse con una función de desinfección por vapor, y la desinfección del lecho de carbón mediante vapor cíclico puede evitar que los microorganismos superen el estándar del filtro de carbón en esta provincia.

6. Sustitución del material filtrante

La sustitución preventiva de los medios filtrantes es también una actividad clave para mantener la estabilidad de la calidad del agua pretratada. El valor de adsorción de yodo en la industria es uno de los parámetros importantes para evaluar la capacidad de adsorción del carbón activado. Un alto valor de adsorción de yodo ayuda a prolongar la vida útil del carbón activado de cáscara de coco. En circunstancias normales, el valor de adsorción de yodo del carbón activado de cáscara de coco nuevo no debe ser inferior a 1000 mg/g y siempre debe ser superior a 500 mg/g durante el período de funcionamiento. La sustitución periódica de los medios filtrantes de carbón activado en función de los datos de calidad del agua es una actividad importante para mantener la calidad del agua, pero las empresas cualificadas pueden determinar la capacidad de adsorción del carbón activado de cáscara de coco midiendo periódicamente su valor de adsorción de yodo y utilizarlo para determinar el momento de la sustitución.