Hoe zuivert geactiveerde houtskool water?

Voor degenen die nog niet hebben gezien hoe houtskool zijn magie uitoefent, probeer dit eens: Vul eerst twee potten met water. Voeg aan beide potten voedingskleurstof toe en roer het mengsel goed door. Voeg vervolgens 2-3 lepels (of meer, afhankelijk van de grootte van het potje) houtskoolpoeder toe aan één potje. Laat de potjes ten minste twee dagen staan.

Het resultaat? Na 2-3 dagen zult u merken dat de pot met houtskool bijna even doorzichtig is als na de eerste stap. Het lijkt erop dat de houtskool de voedingskleurstof heeft geabsorbeerd en zo het water heeft “gezuiverd”. Maar hoe bereikt de houtskool dit?

Actieve kool

Ten eerste absorbeert houtskool geen onzuiverheden, maar adsorbeert ze. Er is een cruciaal verschil. Terwijl absorptie het proces is waarbij stoffen oplossen of worden opgezogen in het volume van een adsorptiemiddel, is adsorptie het proces waarbij stoffen zich louter aan het oppervlak van een adsorptiemiddel hechten. Ze sijpelen niet naar binnen, maar blijven vastzitten en beperkt tot het oppervlak van de adsorberende stof. Sponzen absorberen, houtskool en gel adsorberen.

Het vermogen van houtskool om stoffen te zuiveren werd naar verluidt al enkele millennia geleden gebruikt, toen de Egyptenaren het gebruikten om bepaalde ongewenste elementen in het proces van de bronsfabricage te elimineren.

De reden waarom houtskool zo’n opmerkelijk adsorptiemiddel is, is dat het een verbluffend poreus oppervlak heeft. De miljarden koolstofatomen worden gescheiden door miljoenen poriën. In feite heeft het een groot oppervlak om onzuiverheden op te vangen en op te slaan. De poreusheid kan nog indrukwekkender en het oppervlak nog groter worden gemaakt door het te behandelen met zuurstof. De resulterende houtskool staat bekend als geactiveerde houtskool, dat is wat uw waterzuiveraar gebruikt om water te zuiveren.

Waterzuiveraars bestaan uit een bed van geactiveerde houtskool waar het verontreinigde water doorheen gaat om te worden gezuiverd van zijn verontreinigende stoffen. Volgens Wikipedia heeft één gram actieve kool van het bed een oppervlakte van meer dan 32.000 vierkante meter. Ter vergelijking: een lepel geactiveerde houtskool heeft naar schatting de oppervlakte van een voetbalveld! Ongeacht de indrukwekkende mogelijkheden, varieert de mate van zuivering met de snelheid waarmee de houtskool aan het water wordt blootgesteld. Hoe langzamer het water door het bed stroomt, hoe langer het aan de verontreinigingen wordt blootgesteld.

Chemische adsorptie en aantrekking

Actieve houtskool verwijdert onzuiverheden, die niet noodzakelijk gevaarlijke verontreinigingen zijn, maar ook geur- of kleurstoffen kunnen zijn, uit gassen of vloeistoffen, hetzij door chemische adsorptie, hetzij door chemische aantrekking. Nee, de twee zijn niet dezelfde dingen.

Een stof wordt chemisch geadsorbeerd wanneer, terwijl het zich langs het oppervlak van de houtskool beweegt, het zich eraan hecht nadat het in een van de miljoen poriën is gevangen. Stoffen die het meest vatbaar zijn om op deze wijze te worden gevangen zijn organische of op koolstof gebaseerde verbindingen. Anderzijds wordt een stof chemisch aangetrokken wanneer zijn negatieve ionen worden gelokt door de positieve ionen van de geactiveerde houtskool. Stoffen die het meest worden aangetrokken op deze manier zijn anorganische verbindingen, met name die op basis van chloor.

Het zou een vergissing zijn om te geloven dat waterzuiveraars onoverwinnelijk zijn, en dat de actieve kool die ze bevatten alles kunnen adsorberen wat je er tegenaan gooit. Er zijn bepaalde verbindingen die onverschillig staan tegenover de aantrekkingskracht; zij passeren het bed volledig onadsorbeerd. Hiertoe behoren mineralen, nitraten, natrium en bepaalde andere opgeloste anorganische verbindingen.

Ten slotte wordt actieve kool niet alleen gebruikt door waterzuiveraars, maar ook door koffiezetapparaten, chemische verwerkingsinstallaties, gezichtscrèmes, aquaria en zelfs door sigarettenpeuken. Het is wat een gasmasker doet functioneren. Het is echter belangrijk te onthouden dat de houtskool na een tijdje waardeloos wordt. Nadat al zijn poriën door verontreinigende stoffen zijn bezet, zuivert het vloeistoffen en gassen even doeltreffend als een kiezelsteen. Op dat moment moet de bezette houtskool worden vervangen door nieuwe, niet-bezette houtskool.