Su arıtma - karbon filtreleme işlemi

1. Karbon filtreleme nedir?

Farmasötik karbon filtrasyon ünitesi genellikle ön arıtma işleminde, yumuşatma işleminden sonra, suyun ters ozmoz membranına, çok etkili veya buhar sıkıştırmalı damıtma ünitesine girmeden önce kurulur. Filtre genellikle paslanmaz çelik malzemeden yapılır, aktif karbon filtre ortamı ise 10 ila 50 mesh arasında değişen çeşitli boyutlarda karbon parçacıklarıdır. Aktif karbon parçacıkları hindistan cevizi kabuklarından yapılır, genellikle azot veya diğer inert gazlar içeren bir atmosferde oksijensiz koşullarda yakılır ve daha sonra bu kömür buhar veya kimyasal yöntemlerle aktive edilir. Buhar aktivasyonunda, bu kömür buhar varlığında 750-950°C'ye ısıtılır. Buharla aktive edilmiş karbon, sudaki bileşenleri adsorbe etmek için ideal olan çok ince gözenek boyutlarına sahiptir. Kömürün kimyasal aktivasyonunda ise çinko klorür macunu ile karıştırılır ve 600-800°C'ye ısıtılır. Kimyasal olarak aktive edilmiş karbon, büyük gözenek boyutuna sahip olduğundan, sudaki daha büyük molekülleri adsorbe etmek için idealdir.

2. Karbon filtreleme neden kurulmalı?

Bu süreç klor ve kloraminin giderilmesiyle başlar; bakteri veya mikroorganizmalar, farmasötik su arıtma sürecinde dikkate alınması gereken en önemli faktörlerdir ve su sistemi ön arıtma ünitesi de istisna değildir. Bununla birlikte, klor mikroorganizmaları engeller ve aşağı akış arıtma ünitesi ekipmanı için iki ana risk oluşturur:

1. Ters ozmoz (RO) membranlarının aşınması. Farmakope su arıtma ünitesi, filtre görevi gören çok ince yarı geçirgen malzemeler olan RO membranları kullanır. Bu membran klora karşı hassastır. Zamanla klor, membranı parçalayarak filtrasyon kapasitesini tehlikeye atabilir.

2. Hemodiyaliz tedavisi için tehlikelidir. Klor, tıpkı bakteri moleküllerinde olduğu gibi kırmızı kan hücrelerini oksitler. Hücreler oksitlendiğinde, hücre içindeki potasyum açığa çıkar. Potasyum kanı kırmızımsı yapar – aslında kalbinizin atışını durdurmak için kullanılan ölümcül enjeksiyonlarda da kullanılır, bu nedenle hemodiyaliz için filtrelenmesi gerekir; dolayısıyla aşırı klor seviyelerine sahip nihai üretim suyu hasta güvenliği için risk oluşturur.

Suyun içindeki klor veya kloraminlerin uzaklaştırılması gerektiği açıktır ve klor veya kloraminlerin uzaklaştırılması, ters ozmoz sisteminde membran bozulmasını veya klor stres korozyonu çatlamasını önlemek içindir; bu da son arıtma membran filtrasyon ünitesinin sürekli stabilitesini sağlar ve aynı zamanda klor da dahil olmak üzere son su kullanımına ilişkin farmakope gereksinimlerini karşılar.

3. Karbon filtrelemenin rolü

1. Klor giderme

Granüler aktif karbon su filtreleri, serbest kloru gidermede etkilidir. Karbon parçacıkları, hipokloröz asidi (HOCL) klorür iyonlarına indirger. Zamanla, klorür iyonlarının reaksiyonu bozulur ve yeni karbon iyonları olan kloraminler üretilir; aktif karbon filtreli suyun artık klor üretimi 0,1 ppm'den fazla olmayacak şekilde ayarlanır.

2. Kloramini uzaklaştırın.

Özellikle monokloramin vücut tarafından iyi emilmez. Aktif karbonla reaksiyonlar o kadar kolay gerçekleşmez. Katalitik aktif karbon, geleneksel kömüre göre daha hızlı bir reaksiyon hızı sağlayabilir.

3. Fiziksel adsorpsiyon

Aktif karbon ayrıca organik madde, su kokusu, kolloidler ve pigmentleri adsorbe edebilen fiziksel adsorpsiyon işlevine de sahiptir.

4. Karbon filtrasyonunun verimliliğini hangi faktörler etkiler?

Su ve aktif karbon yatağı arasındaki temas süresi, kirleticilerin konsantrasyonu, suyun sıcaklığı ve pH değeri gibi faktörler, karbon filtrenin filtrasyon verimliliğini etkiler. Yüksek sıcaklıklarda, aktif karbon filtreler düşük sıcaklıklardaki kadar etkili değildir. Suyun pH değeri de kirleticilerin adsorpsiyonunu etkiler. pH değerini 7'den bir birim artırdığımızda, aktif karbon yüzeyini %20 oranında artırmamız gerekir.

5. Dezenfeksiyon yöntemi

Aktif karbon filtre de potansiyel bir mikrobiyal kontaminasyon birimidir; bu durum, filtre malzemesinde "yeniden üretilmiş hindistan cevizi kabuğu aktif karbonu" olasılığıyla ilgili olabilir. Düşük kaliteli filtre malzemesi, adsorpsiyon ve doygunluktan sonra büyük ölçekli bakteri enfeksiyonuna neden olma olasılığını artırır; bu nedenle aktif karbon filtre, buhar dezenfeksiyon fonksiyonuyla tasarlanmalı ve karbon yatağının döngüsel buharla dezenfeksiyonu, mikroorganizmaların bu ildeki karbon filtre standardını aşmasını önleyebilir.

6. Filtre malzemesinin değiştirilmesi

Önleyici filtre ortamı değişimi, ön işlemden geçirilmiş su kalitesinin istikrarlılığını korumak için de önemli bir faaliyettir; endüstride iyot adsorpsiyon değeri, aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesini değerlendirmek için önemli parametrelerden biridir; yüksek iyot adsorpsiyon değeri, hindistan cevizi kabuğu aktif karbonunun etkili çalışma süresini uzatmaya yardımcı olur; normal şartlar altında, yeni hindistan cevizi kabuğu aktif karbonunun iyot adsorpsiyon değeri 1000 mg/g'den az olmamalı ve çalışma süresi boyunca her zaman 500 mg/g'den büyük olmalıdır; su kalitesi verilerine dayanarak aktif karbon filtre ortamının düzenli olarak değiştirilmesi, su kalitesini korumak için önemli bir faaliyettir, ancak nitelikli işletmeler, iyot adsorpsiyon değerini düzenli olarak ölçerek hindistan cevizi kabuğu aktif karbonunun adsorpsiyon kapasitesini belirleyebilir ve bunu değiştirme zamanını belirlemek için kullanabilir.