Hogyan tisztítja az aktív szén a vizet?

Aki még nem látta a faszén varázslatos működését, próbálja ki ezt: Először töltsön meg két befőttesüveget vízzel. Mindkét üvegbe adjunk ételfestéket, és alaposan keverjük össze a keverékeket. Ezután adjunk az egyik üvegbe 2-3 kanál (vagy az üveg méretétől függően több) porított szenet. Hagyjuk az üvegeket legalább két napig állni.

Az eredmény? 2-3 nap elteltével azt fogja tapasztalni, hogy a faszénnel megtöltött üveg majdnem olyan átlátszó, mint az első lépés után volt. Úgy tűnik, hogy a faszén felszívta az ételfestéket, és ezáltal “megtisztította” a vizet. Azonban hogyan éri ezt el a faszén?

Activált szén

Először is, a faszén nem felszívja, hanem adszorbeálja a szennyeződéseket. Ez egy döntő különbség. Míg az abszorpció az a folyamat, amelynek során az anyagok feloldódnak vagy felszívódnak az abszorbens térfogatában, addig az adszorpció az a folyamat, amelynek során az anyagok csupán megtapadnak az adszorbens felületén. Nem szivárognak be, hanem megtapadnak és az adszorbens felületére korlátozódnak. A szivacsok abszorbeálnak, a faszén és a gél adszorbeálnak.

A szén anyagtisztító képességéről már több évezreddel ezelőtt is beszámoltak, amikor az egyiptomiak a bronzgyártás során bizonyos nemkívánatos elemek eltávolítására használták.

A faszén azért ilyen figyelemre méltó adszorber, mert meglepően porózus felülettel rendelkezik. Több milliárd szénatomját pórusok milliói választják el egymástól. Alapvetően nagy felülettel büszkélkedhet a szennyeződések felfogására és tárolására. Porozitása még lenyűgözőbbé és felülete még nagyobbá tehető, ha oxigénnel kezeljük. Az így kapott szenet nevezzük aktívszénnek, és ezt használja a víztisztító a víz tisztítására.

A víztisztítók egy aktívszénágyból állnak, amelyen a szennyezett víz áthalad, hogy megtisztuljon a szennyeződésektől. A Wikipedia szerint az ágy egy gramm aktív szénjének felülete meghaladja a 32 000 négyzetmétert. Összehasonlításképpen, egy kanálnyi aktív szén a becslések szerint egy futballpálya felületének felel meg! Lenyűgöző képességeitől függetlenül azonban a tisztítás mértéke attól függően változik, hogy a szén milyen ütemben van kitéve a víznek. Minél lassabban halad át a víz az ágyon, annál hosszabb ideig van kitéve a szennyeződéseknek.

Kémiai adszorpció és vonzás

Az aktív szén kémiai adszorpció vagy kémiai vonzás révén távolítja el a szennyeződéseket, amelyek nem feltétlenül veszélyes szennyeződések, hanem lehetnek szagú vagy színezett anyagok is, gázokból vagy folyadékokból. Nem, a kettő nem ugyanaz.

Az anyag kémiailag adszorbeálódik, amikor a szén felülete mellett elhaladva, a milliónyi pórusának egyikében megrekedve, hozzátapad. Az ilyen módon történő megrekedésre leginkább hajlamos anyagok a szerves vagy szénalapú vegyületek. Másrészt egy anyag kémiailag vonzódik, amikor negatív ionjait az aktív szén pozitív ionjai vonzzák. Az ilyen módon vonzódó anyagok leginkább a szervetlen vegyületek, különösen a klór alapúak.

Tévedés lenne azt hinni, hogy a víztisztítók legyőzhetetlenek, és hogy a bennük található aktív szén mindent képes magába szívni, amit csak hozzáadunk. Vannak bizonyos vegyületek, amelyeknek közömbös a vonzás; teljesen adszorbeálatlanul haladnak át az ágyon. Ezek közé tartoznak az ásványi anyagok, a nitrátok, a nátrium és bizonyos más oldott szervetlen vegyületek.

Az aktív szenet nem csak a víztisztítók, hanem a kávéfőzők, a vegyipari feldolgozók, az arckrémek, az akváriumok és még a cigarettacsikkek is hasznosítják. Ez teszi működőképessé a gázálarcot. Azonban nem szabad elfelejteni, hogy a faszén egy idő után értéktelenné válik. Miután minden pórusát elfoglalják a szennyeződések, ugyanolyan hatékonyan tisztítja a folyadékokat és a gázokat, mint egy kavics. Ekkor az elfoglalt szenet új, nem elfoglalt szénre kell cserélni.