Pengolahan air - proses filtrasi karbon
1. Apa itu filtrasi karbon?
Unit filtrasi karbon farmasi biasanya dirancang dalam proses pra-perlakuan, dipasang setelah proses pelunakan, sebelum air masuk ke membran osmosis terbalik, distilasi multi-efek atau kompresi uap dari unit pengolahan air farmakope. Filter biasanya terbuat dari bahan stainless steel, media filter karbon aktif berupa partikel karbon dengan berbagai ukuran, mulai dari 10 hingga 50 mesh. Partikel karbon aktif terbuat dari tempurung kelapa, biasanya dibakar dalam atmosfer yang mengandung nitrogen atau gas inert lainnya, dalam kondisi bebas oksigen, dan kemudian arang ini diaktifkan dengan metode uap atau kimia. Dalam aktivasi uap, arang ini dipanaskan hingga 750-950°C dengan adanya uap. Karbon aktif uap memiliki ukuran pori yang sangat halus yang ideal untuk menyerap komponen dalam air. Dalam aktivasi kimia arang, dicampur dengan pasta seng klorida dan dipanaskan pada suhu 600-800°C. Karbon aktif kimia memiliki ukuran pori yang besar, sehingga ideal untuk menyerap molekul yang lebih besar dalam air.
2. Mengapa memasang filtrasi karbon?
Proses ini dimulai dengan penghilangan klorin dan kloramin; bakteri atau mikroorganisme adalah faktor kunci yang perlu dipertimbangkan dalam proses pengolahan air untuk keperluan farmasi, dan unit pra-pengolahan sistem air tidak terkecuali. Namun, klorin menghambat mikroorganisme dan menimbulkan dua risiko utama bagi peralatan unit pengolahan hilir:
1. Erosi membran osmosis terbalik (RO). Unit pengolahan air Farmakope menggunakan membran RO, yaitu bahan semipermeabel yang sangat tipis yang berfungsi sebagai filter. Membran ini sensitif terhadap klorin. Seiring waktu, klorin dapat merusak membran, sehingga mengurangi kemampuan penyaringannya.
2. Berbahaya bagi pengobatan hemodialisis. Klorin mengoksidasi sel darah merah, sama seperti yang terjadi pada molekul bakteri. Ketika sel teroksidasi, kalium di dalam sel dilepaskan. Kalium membuat darah menjadi kemerahan – sebenarnya kalium digunakan dalam suntikan mematikan untuk menghentikan detak jantung, itulah sebabnya darah harus disaring untuk hemodialisis, sehingga air hasil akhir dengan kadar klorin yang berlebihan menimbulkan risiko bagi keselamatan pasien.
Jelas bahwa klorin atau kloramin perlu dihilangkan dari air, dan penghilangan klorin atau kloramin bertujuan untuk mencegah degradasi membran atau retak korosi tegangan klorin dalam sistem osmosis terbalik, yang memastikan stabilitas berkelanjutan dari unit filtrasi membran pengolahan akhir dan sekaligus memenuhi persyaratan farmakope untuk penggunaan air akhir, termasuk klorin.
3. Peran filtrasi karbon
1. Deklorinasi
Filter air karbon aktif granular efektif dalam menghilangkan klorin bebas. Partikel karbon mereduksi asam hipoklorit (HOCL) menjadi ion klorida. Seiring waktu, reaksi ion klorida akan terdegradasi, dan ion karbon baru berupa kloramin akan diproduksi, dan produksi klorin residual pada air yang difilter karbon aktif ditetapkan tidak lebih dari 0,1 ppm.
2. Hilangkan kloramin
Monokloramin khususnya tidak mudah diserap oleh tubuh. Reaksi dengan karbon aktif tidak mudah terjadi. Karbon aktif katalitik dapat memberikan laju reaksi yang lebih cepat daripada arang tradisional.
3. Adsorpsi fisik
Karbon aktif juga memiliki fungsi adsorpsi fisik, yang dapat menyerap zat organik, bau air, koloid, dan pigmen.
4. Faktor apa saja yang memengaruhi efisiensi filtrasi karbon?
Faktor-faktor seperti waktu kontak antara air dan lapisan arang, konsentrasi polutan, suhu, dan pH air memengaruhi efisiensi filtrasi filter karbon. Pada suhu tinggi, filter karbon aktif tidak seefektif pada suhu rendah. pH air juga memengaruhi adsorpsi polutan. Ketika kita meningkatkan pH sebesar satu unit dari 7, kita perlu meningkatkan luas permukaan karbon aktif sebesar 20%.
5. Metode Disinfeksi
Filter karbon aktif juga merupakan unit potensial kontaminasi mikroba, yang mungkin terkait dengan kemungkinan adanya "karbon aktif tempurung kelapa hasil regenerasi" dalam bahan filter. Bahan filter berkualitas rendah lebih mungkin menyebabkan infeksi bakteri skala besar setelah adsorpsi dan penjenuhan, sehingga filter karbon aktif harus dirancang dengan fungsi disinfeksi uap, dan disinfeksi lapisan karbon dengan uap siklik dapat menghindari mikroorganisme yang melebihi standar filter karbon di provinsi ini.
6. Penggantian bahan filter
Penggantian media filter preventif juga merupakan aktivitas kunci untuk menjaga stabilitas kualitas air yang telah diolah sebelumnya. Nilai adsorpsi yodium dalam industri merupakan salah satu parameter penting untuk menilai kapasitas adsorpsi karbon aktif. Nilai adsorpsi yodium yang tinggi membantu memperpanjang waktu kerja efektif karbon aktif tempurung kelapa. Dalam kondisi normal, nilai adsorpsi yodium karbon aktif tempurung kelapa baru tidak boleh kurang dari 1000 mg/g, dan harus selalu lebih besar dari 500 mg/g selama masa kerja. Penggantian media filter karbon aktif secara berkala berdasarkan data kualitas air merupakan aktivitas penting untuk menjaga kualitas air, tetapi perusahaan yang memenuhi syarat dapat menentukan kapasitas adsorpsi karbon aktif tempurung kelapa dengan mengukur nilai adsorpsi yodiumnya secara berkala, dan menggunakan ini untuk menentukan titik waktu penggantian.
