Carbón Activado Granular -Preguntas Frecuentes-

¿Como elimina el carbón activo el cloro libre presente en el agua?

Eliminación de cloro libre:

Una de las principales aplicaciones del CA (carbón activo) es la decloración, o eliminación de cloro libre del agua. Dicho compuesto es un químico que se agrega al agua, principalmente como desinfectante, y en ocasiones para controlar olor y sabor, controlar el crecimiento biológico o eliminar amoniaco.

La decloración consiste en un mecanismo complicado que puede seguir distintos caminos de reacción en los que el CA puede intervenir como reactivo o como catalizador.

El cloro libre puede adicionarse al agua en forma de cloro líquido, solución de hipoclorito de sodio, o tabletas -gránulos- de hipoclorito de calcio. En cualquiera de estos casos, el resultado es el mismo, quedando el cloro disuelto en forma de ácido hipocloroso (HOCl), un ácido débil que tiende a disociarse parcialmente, como sigue:

HOCl -------- H+ + OCl-

Las distribución entre ácido hipocloroso y ión hipoclorito (OCl-) depende del pH y de la concentración de estas especies. A ambas formas moleculares se les define como cloro libre. Las dos son fuertes oxidantes que al ser adicionados al agua empiezan por reaccionar de manera casi inmediata con impurezas orgánicas e inorgánicas y susceptibles de oxidarse. El cloro que reacciona en esta etapa deja de ser libre y pasa a ser combinado. El restante, requiere de algún tiempo, que puede ir de unos cuantos segundos a varias decenas de minutos, según su concentración, para ejercer un efecto biocida en los microorganismos. Se cree que la toxicidad del cloro libre radica en la reacción de éste con el sistema enzimático de las células.

El cloro que interviene en esta etapa de desinfección, también se combina y deja de ser libre. Una vez terminada esta etapa, es necesario eliminar el cloro libre residual, no solo porque es tóxico para el ser humano, sino porque imparte un mal sabor y olor al agua, interfiere con procesos industriales, daña a la mayoría de las resinas de intercambio iónico utilizadas en los suavizadores y en los desmineralizadores, y afecta a las membranas de ósmosis inversa.

Aunque se han desarrollado varios procesos para disminuir los niveles de cloro libre en agua, la decloración en un lecho fijo de carbón activo granular (CAG) ha sido el más rentable, y por lo tanto el más común. Se trata de un tanque cilíndrico vertical con un lecho de CAG por el que se hace circular el agua. Cuando el carbón se expone al cloro libre, se llevan a cabo reacciones en las que el ácido HOCl o el OCl- se reducen a ión cloruro (Cl-). Dicha reducción es el resultado de distintos caminos de reacción posibles. En dos de los más comunes, el CAG actúa como un agente reductor, de acuerdo con las siguientes reacciones:

HOCl + C* ------------ C*O + H+ + Cl-

2 HOCl + C* ----------- C*O2 + 2 H+ + 2 Cl-

en donde C* representa al carbón activado. C*O y C*O2 son óxidos superficiales, que poco a poco van ocupando espacios, que al quedar bloqueados, ya no participan en la reacción. Algunos de estos óxidos se liberan hacia la solución como CO y CO2. Esto vuelve a dejar espacios disponibles que por lo tanto aumentan la capacidad del CAG para esta reacción de reducción. En cuanto al Cl-, también se acumula en la superficie del carbón durante los primeros momentos de operación. Al seguir llegando HOCl o OCl- a la superficie del carbón, la reacción se hace un poco más lenta, y entonces se empieza a liberar el Cl-. Esta disminución de velocidad se debe al envenenamiento del carbón con los óxidos superficiales. Dicho envenenamiento continúa de manera gradual, mientras disminuye la capacidad, tanto de adsorción como de decloración del CA.

En las reacciones anteriores puede intervenir OCl- en lugar de HOCl, con la diferencia que no se produce H+. Puede observarse que el CA reacciona y `por lo tanto desaparece. Si no hubiera acumulación de óxidos superficiales, la reacción continuaría hasta la desaparición completa del carbón.

¿Cual es la capacidad de adsorción de un carbón activo?

La capacidad de un carbón activo para retener una sustancia determinada no solo está dada por su área superficial, sino por la proporción de poros cuyo tamaño sea el adecuado, es decir, de una a cinco veces el diámetro de la molécula de dicha sustáncia. Si se cumple esta condición, la capacidad de un carbón activado puede ser de entre el 40% y el 60% de su propio peso, es decir, 1 Kg de carbón retendrá entre 400 y 600 grs del contaminante.
 

¿Por qué varía él pH del agua cuando se instala un carbón virgen?

Cuando un carbón se activa químicamente, es impráctico e innecesario que el fabricante elimine del producto final todo el químico utilizado. Por lo tanto, si el químico fue un ácido, disminuirá el pH de los primeros litros de agua que entran en contacto con el carbón. Ocurrirá lo contrario si el quìmico utilizado fue un álcali.

En el caso de un carbón activado térmicamente (sin la presencia de otros químicos que no sean vapor de agua y gases de combustión), aumenta el pH de los primeros litros de agua que se trata con el mismo. Esto se debe a que todos los vegetales tienen cantidades importantes de sodio y potasio que, en el proceso de carbonización, permanecen en el carbón en forma de óxidos. Estos óxidos se convierten en hidróxidos al entrar en contacto con el agua, se disuelven en la misma y aumentan su pH.

Cuando no varía el pH de los primeros litros de agua que entran en contacto con un carbón, puede deberse a que se trate de un carbón reactivado.

¿Qué tipo de carbón es el más adecuado para decolorar?

Los colores que se manifiestan en líquidos suelen ser moléculas de tamaño relativamente grande. Por lo tanto, se adsorben en poros grandes, lo que hace que los carbones más adecuados para retenerlos sean los de mayor macroporosidad.

Los carbones de madera, particularmente los de maderas no muy duras (como pino) que se activan químicamente, son los más macroporosos y, por lo tanto, son los más adecuados para decolorar.

El problema de estos carbones es que son poco duros y poco resistentes a la abrasión, lo que obliga a aplicarlos en forma de polvo. Cuando se requiere que el carbón decolorante sea granular, la mejor alternativa suele ser un carbón de lignita. Es el carbón mineral de mayor macroporosidad.

 ¿Qué tipo de carbón activado es el más adecuado para potabilizar agua?

Los contaminantes típicamente presentes en aguas de pozo suelen ser de bajo peso molecular y, para estos casos, el carbón más adecuado es uno de alta microporosidad. Los carbones que mejor cumplen con esta condición son, en primer lugar, los de concha de coco y, posteriormente, los minerales bituminosos.

¿ Como se fabrica el carbón activado ?

El carbón activado se fabrica a partir de cualquier material carbónico como la madera, el carbón mineral, la cáscara de coco, etc., el cual es clasificado según el tamaño, carbonizado y activado para crear la enorme área de superficie y la estructura interna del poro que define al carbón activado.

Son las altas temperaturas (1,800-2,000 o F = 982-1,093 o C), la atmósfera especial del horno y la inyección de vapor del proceso de fabricación del carbón activado lo que “activa” y crea la porosidad, dejando mayormente una “esponja” de esqueleto de carbón. Los poros varían en tamaño desde “microporos” de <20 angstroms y “mesoporos” de 20-100 angstroms, hasta “macroporos” de >100 angstroms en un rango de hasta más de 100,000 angstroms.

 ¿ Que características debe tener el carbón para ser empleado en el tratamiento de agua ?

El área de superficie (AS) del carbón activado varía de 500 a 2,500 metros cuadrados por gramo (m 2 /g), dependiendo de la materia prima y del proceso de activación. El grado típico de carbón para tratamiento de agua tiene un área de superficie de 900 a 1,100 m 2 /g. La NSF Internacional y la American Water Works Association (AWWA) han establecido estándares para el carbón activado y la American Society for Testing and Materials (ASTM) ha escrito métodos de prueba para permitirle a uno comparar la actividad (área de superficie o número de yodo), la densidad, el tamaño de malla, la humedad, la ceniza, la resistencia a la abrasión y otros parámetros aplicables a las especificaciones del carbón.

  ¿ Como se utiliza en el tratamiento de agua el carbón activado ?

Para la mayoría de los sistemas de tratamiento de aguas / aguas residuales industriales, comerciales y muchas municipales, el GAC se utiliza en una operación de columna y la corriente del líquido se pasa a través de la cama de GAC en un flujo descendente o, en situaciones especiales, en el modo de flujo ascendente. El GAC típico es de 22 a 30 libras por pie cúbico (lbs/pie 3 ), dependiendo de si fue fabricado a partir de carbón mineral o cáscara de coco, y su tamaño es de 8×30 o de 12×30 o de 12×40 US Malla (12×30 quiere decir que el 90% del GAC es más grande que una malla #30 y más pequeño que una malla #12; un 5% puede ser más grande que una malla 12 y un 5% más pequeño que una malla 30).

  ¿ De que depende la capacidad de absorción del carbón activado ?

La capacidad del GAC para adsorber un compuesto depende de la polaridad iónica, del peso molecular, la solubilidad y la concentración del compuesto. Algunos compuestos—como el benceno, un componente de la gasolina — son adsorbidos a porcentajes superiores al 40% por peso sobre el GAC, mientras que otros, como el metanol, cargan a menos del 1% por peso. El GAC tiene afinidad con unos cuantos compuestos inorgánicos (el yodo se adsorbe tan bien, que se utiliza como una medida de área de superficie), como el plomo, el mercurio y el arsénico, pero estas reacciones dependen mucho del pH, de la concentración y de la valencia del compuesto. Un primo del GAC, el carbón de hueso (hecho de hueso animal activado) es mejor para la adsorción de metal pesado, del fluoruro y del núclido radiactivo.

MEDIOS FILTRANTES DE USO COMÚN

 

KDF 85 22.68 Kg. $384.00 USD. +IVA $4,184.40 Mx. + IVA.	Resina para suavizador equivalente DOW o R&H $39.00 USD. + IVA $429.00 Mx. + IVA.	Carbón activado granular pie cúbico $29.70 USD. + IVA $326.00 Mx. + IVA.	BIRM 44 CF 19.95 Kg. $43.30 USD. + IVA $475.20 Mx. + IVA.

 

Calcita Saco de 50 Kg $14.85 USD. + IVA $163.35 Mx. + IVA.	Filter Ag Saco de 25 Libras $11.00 USD. + IVA $121.00 Mx. + IVA.	MTM (para Hierro) 22.68 Kg $53.40 USD. + IVA $597.00 Mx. + IVA.	Corosex Saco 100 libras $90.00 USD. + IVA $990.00 Mx. + IVA.

Precios y mas Materiales Filtrantes

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Notas:

Precios expresados en pesos mexicanos.
Precios mas I.V.A.
Sujetos a cambio sin previo aviso.

Para un mayor detalle consulte la sección de Purificadoras y embotelladoras de agua.