En el ámbito del tratamiento de aguas en especifico, estos procesos se emplean para depuraciones de agua subterránea, purificaciones del caudal final de las estaciones de tratamiento de agua potable, decloraciones del agua, depuración de aguas para piscinas, refinamiento de las aguas residuales tratadas, etc.
El carbón activado es un material poroso, preparado por la carbonización y activación de materiales orgánicos, especialmente de origen vegetal, como madera, el carbón mineral, y cáscara de coco entre otros, con el fin de obtener un alto grado de porosidad y una importante superficie intraparticular. La elevada superficie específica facilita la absorción físicas de los gases y vapores de mezclas gaseosas o sustancias disueltas en líquidos.
Se compone en un 75-80% de carbono y un 5-10% de cenizas, físicamente se presenta en polvo o en granos. Existen varios tipos de carbón activo según la materia prima, tipo de activación y la duración del proceso de activación, pero, en cualquier caso, se caracteriza por su pequeño y homogéneo calibre y su estructura interna, formada por un gran número de poros de tamaños similares que puede alcanzar una superficie interna entre 500 y 1.500 m2/g. Estos poros se dividen según su tamaño en macro poros, con un radio mayor a 25 nm, meso poros, entre 25 y 1 nm y, micro poros, con radio inferior a 1 nm.
Lecho de carbon activado
Los lechos de carbón activo se instalan en columnas de filtrado, con o sin presión, siendo la función desarrollada por éste la de filtrado final, en combinación con filtros de arenas, actuando como adsorbente o, individualmente, actuando como filtro mecánico y adsorbente.
Los lechos de carbón activo se instalan en columnas de filtrado, con o sin presión, siendo la función desarrollada por éste la de filtrado final, en combinación con filtros de arenas, actuando como adsorbente o, individualmente, actuando como filtro mecánico y adsorbente.
Adsorción
La adsorción con carbón activo consiste en retirar del agua las sustancias solubles mediante el filtrado a través de un lecho de este material, consiguiéndose que los oligominerales pasen a través de los micro poros, separando y reteniendo en la superficie interna de los gránulos los compuestos más pesados.
Este proceso retiene sustancias no polares como aceite mineral, polihidrocarburos aromáticos, cloro y derivados, sustancias halogenadas como I, Br, Cl, H, F, sustancias generadoras de malos olores y gustos en el agua, levaduras, residuos de la fermentación de materia orgánica, microorganismos, herbicidas, pesticidas, etc., todo ello sin alterar la composición original del agua, respetando los oligominerales y sin generar residuos contaminantes.
Por otro lado, los compuestos residuales derivados de procesos de cloración y ozonización son catalizados y pasan a formas reducidas inofensivas. En este caso, es recomendable emplear carbón de gran dureza, como los procedentes de hueso de aceituna y cáscara de coco, aunque también existen procedentes de hulla, lignito, madera, etc., obtenidos todos ellos a partir del calentamiento a temperaturas extremas en ausencia de oxígeno.
El tipo de filtro de carbón activo requerido depende principalmente de la calidad del agua y del objetivo de depuración planteado. Existen dos tipos básicos: abiertos o cerrados a presión. En ambos casos, para una misma calidad del agua filtrada, la actividad del carbón activo depende de su propia naturaleza y de la temperatura en el interior del filtro.
Su funcionamiento es muy simple, consiste en introducir el agua por la parte superior de una columna que contiene el carbón activo para que, mediante la acción de la gravedad o una presión artificial, circule hacia abajo y se recupere a través de un sistema de drenaje inferior. Durante este filtrado, el lecho va acumulando sustancias que cada cierto tiempo es preciso retirar.
Limpieza del lecho
El sistema más simple, pero no completamente eficaz de limpieza del lecho filtrante es el contra-lavado con agua (comúnmente llamado retro-lavado), mediante el cual se produce un arrastre de partículas y una expansión del lecho de aproximadamente un 20%. Además, según la cantidad y tipo de sustancias retenidas, será preciso, cada cierto tiempo, regenerar el carbón mediante la oxidación de la materia orgánica, etc. En estos procesos se destruye una pequeña cantidad del carbón activo que deberá ser sustituida a futuro.
