Geactiveerde koolstof heeft een rijke geschiedenis en is in de moderne wereld een onmisbaar onderdeel geworden in tal van industrieën, waaronder de medische en agrarische sector. Dit veelzijdige ingrediënt is ook een essentieel onderdeel van de beste waterzuiveringssystemen. Maar wat maakt geactiveerde koolstof zo effectief? Laten we de unieke eigenschappen van geactiveerde koolstof onderzoeken en ontdekken waarom het de beste keuze is om water te filteren op chemische stoffen, zoals PFAS, desinfectiebijproducten, hormoonverstoorders en microplastics.
Ook wel "geactiveerde houtskool" genoemd, is geactiveerde koolstof een vorm van koolstof die is bewerkt om een zeer groot oppervlak te hebben. Kleine, laagvolume poriën bieden een oppervlak voor adsorptie of chemische reacties.
Eén gram geactiveerde koolstof heeft meer dan 3.000 vierkante meter oppervlak - en één theelepel heeft ongeveer het oppervlak van een voetbalveld. Deze enorme oppervlakte maakt geactiveerde koolstof zeer nuttig voor een breed scala aan toepassingen, maar geactiveerde koolstof kan verder chemisch worden behandeld om zijn adsorptie-eigenschappen te vergroten.
Geactiveerde koolstof is afgeleid van een koolstofhoudend bronmateriaal. Voorbeelden zijn hout, bamboe, zaagsel, wilgenveen, kokosnootschil, perzikpitten, coir, petroleumpek en verschillende soorten steenkool. Maar gewone koolstof is niet hetzelfde als geactiveerde koolstof. Om miljoenen kleine poriën over het oppervlak te vormen, moet koolstof eerst worden "geactiveerd".
Dit wordt geproduceerd door een van de twee methoden: thermische of chemische activering.
Bij thermische activering wordt het bronmateriaal omgezet in geactiveerde koolstof met behulp van hete gassen. Na blootstelling aan hitte wordt meestal stoom geïntroduceerd om de poriën te openen. Thermische activering gebeurt meestal via een proces dat bestaat uit het verminderen van vocht, het verminderen van vluchtige stoffen, carbonisatie en een stoombehandeling. Dit proces wordt uitgevoerd in een inerte atmosfeer met gassen zoals koolstofdioxide, stikstof of argon.
Bij chemische activering worden chemicaliën toegevoegd aan het ruwe bronmateriaal voordat het carbonisatieproces begint. Meestal wordt een sterke base, zuur of zout gebruikt. Vervolgens wordt het materiaal blootgesteld aan hitte en activeert het snel.
De effectiviteit van koolstof is grotendeels te danken aan het ongelooflijke oppervlak.
Fysieke adsorptie is de belangrijkste manier waarop geactiveerde koolstof een bepaalde stof filtert. Wanneer vloeistof of lucht in contact komt met geactiveerde koolstof, trekken intermoleculaire krachten moleculen in de miljoenen poriën en zakjes op het oppervlak van de geactiveerde koolstof.
Naast fysieke adsorptie faciliteert geactiveerde koolstof ook chemische reacties. Een veelvoorkomend voorbeeld betreft chloormoleculen. Wanneer chloor in contact komt met geactiveerde koolstof, reageren beide moleculen om chloride-ionen te vormen, waardoor chloor effectief uit water wordt verwijderd.
Hoeveel verontreiniging geactiveerde koolstof uit lucht of water verwijdert, hangt af van vele factoren, zoals het type en de hoeveelheid vervuiling, de zuurgraad en temperatuur van het water of de lucht, en de contacttijd met de geactiveerde koolstof.
Het specifieke type geactiveerde koolstof bepaalt ook het filtratieniveau. Koolstofmoleculen met grote gaten vangen grote en zware moleculen op, zoals die in organische chemicaliën. Kleine, fijne poriën vangen kleinere en lichtere verontreinigingen op. Producenten labelen hun producten vaak op basis van hun adsorptiepotentieel.
Hoewel geactiveerde koolstof veilig is om in te nemen, blijft er na een juiste en grondige behandeling geen spoor van koolstof achter in drinkwater.
Ameauré gebruikt 2 soorten actieve koolstof : poeder geperste actieve koolstof (PAC) en granulaire actieve koolstof (GAC). PAC heeft een kleinere deeltjesgrootte dan GAC en is doorgaans efficiënter in het verwijderen van een breed scala aan onzuiverheden uit water.
Ook wel bekend als "vast-bed koolstoffilters", zijn GAC-filters doorgaans cilindrische containers die GAC-deeltjes bevatten. Water wordt aan de container toegevoegd en terwijl het water door het systeem stroomt, filteren de losse koolstofdeeltjes de onzuiverheden eruit. Echter, kanaalvorming is een veelvoorkomend probleem bij GAC-filters. Wanneer water de kamer binnenkomt, stroomt het automatisch door de container via het pad dat de minste weerstand biedt. Hierdoor worden koolstofdeeltjes die door het water worden omzeild, onderbenut, wat de algehele efficiëntie van het filtersysteem vermindert.
Vaste koolstofblokfilters zijn dicht opeengepakte blokken van PAC- en GAC-deeltjes van verschillende groottes. Water wordt door de poriën van het koolstofblok gedwongen en terwijl het door het filter reist, verwijderen de kleine koolstofdeeltjes een breed scala aan verontreinigingen. Het belangrijkste voordeel van blokfilters ten opzichte van GAC-filters is het elimineren van kanaalvorming. Met koolstofblokfilters zijn de koolstofdeeltjes stationair en wordt elk deeltje maximaal benut. Een breed scala aan verontreinigingen wordt uit het water verwijderd - kleine verontreinigingen worden geadsorbeerd door de koolstof, terwijl grotere onzuiverheden te groot zijn om door de poriën van het blok te passeren en achterblijven.
Geactiveerde koolstof is een uitstekend filter en vermindert een groot aantal onzuiverheden uit drinkwater. Maar welke specifieke verontreinigingen worden door geactiveerde koolstoffilters geëlimineerd?
Over het algemeen verwijderen koolstoffilters minstens 81 chemicaliën en zijn ze effectief in het verminderen van nog eens 52. Volgens de EPA is geactiveerde koolstof het enige filtermateriaal dat alle 12 geïdentificeerde herbiciden en 14 pesticiden verwijdert, samen met alle 32 geïdentificeerde organische verontreinigingen.
Geactiveerde koolstof verwijdert ook chemicaliën, zoals chloor, die de esthetische kwaliteit van uw drinkwater beïnvloeden. De meeste openbare watersystemen in ons land bevatten chloor als ontsmettingsmiddel. Echter, chloor kan leiden tot een onaangename smaak en geur in kraanwater en kan potentieel kankerverwekkende bijproducten creëren. Geactiveerde koolstoffilters filteren chloorbijproducten en vluchtige organische stoffen (VOC's) uit, om schoon water te produceren.
Buiten herbiciden en pesticiden en desinfectiebijproducten zijn koolstoffilters ook bewezen doeltreffende om een heleboel andere organische stoffen te verwijderen, zoals PFAS, geneesmiddelen, metabolieten van drugs, microplastics en hormoonverstorende stoffen.
Merk op dat geactiveerde koolstof op zichzelf niet elke verontreiniging verwijdert. Bepaalde mineralen, zouten en metalen kunnen door de filter glippen.
Daarom werken we bij Ameauré met extra technieken zodat ook zware metalen en bacteriën kunnen worden verwijderd.
Hoewel geen enkel filter in staat is om elke verontreiniging uit water te verwijderen, komen koolstofblokfilters dicht in de buurt. Bovendien richten koolstoffiltratiesystemen zich op vervuiling zonder water te ontdoen van gunstige verbindingen zoals mineralen, waardoor uw water zo veilig en gezond mogelijk wordt gemaakt.
Ben je zelf op zoek naar een degelijk filtersysteem voor je water? Bekijk dan onze waterfilter voor in de keuken via onderstaande link.
Heb je vragen, suggesties of interesse in onze waterkoelers, waterfilters of multifunctionele bruisend water kranen? Onze medewerkers staan klaar om jou te helpen!
Offertes, aanvragen en/of verzoeken om ter plaatse de mogelijkheden te bekijken, zijn gratis en vrijblijvend.
Lid van Aqua Belgica - De Belgische Federatie voor waterbehandeling