Carvão ativado: O que é e como funciona
O carvão ativado é amplamente utilizado no tratamento de água industrial devido à sua eficiência e versatilidade, sendo um componente importante para atender padrões rigorosos de segurança e qualidade da água.
É uma substância sólida e porosa, com alta capacidade de adsorção. A superfície do carvão captura moléculas líquidas ou gasosas, assim, é usado para a remoção de contaminantes como micropoluentes, cloro residual e compostos orgânicos.
Pode ser aplicado em diversos processos, desde o preparo de água potável até o tratamento de efluentes. Da mesma forma, o filtro de carvão pode estar em sistemas de filtração contínua ou em suporte a outros processos, como a osmose reversa, por exemplo.
Sua combinação com outras tecnologias potencializa a eficácia e oferece uma solução completa para os desafios do tratamento de água industrial.
Carvão ativado: definição e características principais
O carvão ativado é composto principalmente por carbono e é produzido a partir de matérias-primas que contém este elemento, como madeira, cascas de coco e carvão mineral.
Torna-se ativado por meio da mistura com oxigênio, que abre os milhões de poros minúsculos entre os átomos de carbono. É resultado de processos de ativação química ou térmica (neste caso, a queima deve ser em torno de 800ºC e 1000ºC para não comprometer a porosidade).
Os dois principais tipos de carvão ativado utilizados em tratamento de água são o granular (GAC) e o em pó (PAC). O GAC é mais usado em filtros contínuos, devido à sua capacidade de fluxo constante e durabilidade.
Já o PAC é indicado para processos de tratamento pontuais, onde sua aplicação pode ser controlada com maior precisão, pois tem maior número de médios e macro-poros.
De forma geral, a alta área superficial do carvão ativado (que pode ir de 300 a 2.000 m² / g), é a principal responsável por sua eficiência na adsorção, tornando-o ideal para capturar compostos químicos dissolvidos e remover partículas indesejadas da água.
Como funciona o processo de adsorção no carvão ativado
O carvão ativado para o tratamento de água é baseado no processo de adsorção, referente à atração de átomos, íons ou moléculas de um sólido gasoso, líquido ou dissolvido em uma superfície.
Diferencia-se da absorção porque é um fenômeno em que as partículas são absorvidas pelo volume. No caso da adsorção, a retenção se dá pela superfície.
Uma característica importante é a seletividade na adsorção. O carvão ativado é mais eficaz na remoção de compostos orgânicos, pesticidas, cloro e substâncias que afetam o sabor e o odor da água, mas essa seletividade pode ser ajustada pela escolha do tipo de carvão e pelo processo de ativação empregado.
A saturação do carvão ativado é outro ponto relevante. Ocorre quando todos os poros estão ocupados por contaminantes, então é necessário substituir ou regenerar o material para garantir sua eficiência para prolongar a vida útil do carvão.
O pH da água também influencia o desempenho do carvão ativado. Em águas ácidas, por exemplo, a adsorção de metais pesados tende a ser mais eficaz. Esses fatores precisam ser controlados para otimizar os resultados em aplicações industriais.
Acesse: Água desmineralizada – o que é e qual sua aplicação?
Aplicações do carvão ativado no tratamento de água
O uso do carvão ativado no tratamento de água começou a se popularizar a partir da década de 1970, quando as autoridades sanitárias começaram a aumentar seus padrões de fiscalização com relação à qualidade da água.
Hoje, tem inúmeras aplicações. Normalmente, são usados em pré-filtragem, como forma de complementar outros mecanismos de purificação.
Uso em sistemas de água potável industrial
No tratamento de água potável industrial, o carvão ativado elimina o cloro residual e subprodutos de desinfecção que podem ser prejudiciais para processos industriais sensíveis.
Além disso, melhora a qualidade da água ao reduzir compostos que afetam sabor e odor, garantindo maior segurança e confiabilidade em aplicações industriais.
Aplicação em estações de tratamento de efluentes
O carvão ativado desempenha um papel importante na etapa de polimento em estações de tratamento de efluentes. Ele remove compostos orgânicos voláteis, resíduos químicos tóxicos e outros poluentes que podem prejudicar ecossistemas que recebem a água de volta. Também são aplicados em sistemas de lodo ativado.
Sua capacidade de capturar microcontaminantes é essencial para garantir que a água tratada atenda aos parâmetros regulatórios ambientais antes do descarte ou reutilização.
Aplicações em diversos segmentos da indústria
No caso da indústria alimentícia, o carvão ativado é eficiente na remoção de compostos orgânicos e minerais que podem comprometer a qualidade sensorial do produto final. Além disso, contribui para atender às normas de qualidade exigidas pelo setor.
Já no setor petroquímico, por exemplo, o carvão ativado é utilizado para remover óleos, hidrocarbonetos e outros contaminantes dissolvidos na água.
Esses poluentes, se não tratados, podem causar danos ambientais graves e comprometer equipamentos industriais.
Leia também: Resinas de troca iônica – o que são e como funcionam
Remoção de contaminantes e impurezas com carvão ativado
O carvão ativado é altamente eficaz na remoção de uma ampla variedade de substâncias, incluindo compostos orgânicos voláteis, pesticidas e resíduos industriais. Ele também elimina metais pesados como ferro, mercúrio, chumbo e cobre quelado, que são tóxicos mesmo em concentrações muito baixas.
Além disso, o filtro de carvão é utilizado para neutralizar cloro e seus subprodutos, como as cloraminas. Essa capacidade é essencial em indústrias que exigem água purificada com baixos níveis de contaminantes químicos.
O carvão ativado também reduz odores e sabores causados por compostos orgânicos, como fenóis, taninos e sulfato de hidrogênio.
Os contaminantes podem ser removidos com maior eficiência se ficarem em contato com o carvão ativado por mais tempo, pois a taxa de fluxo obtida através do carvão afeta diretamente a capacidade de filtração.
Vantagens do carvão ativado na purificação da água
O carvão ativado é um dos adsorventes mais poderosos do mundo. Em resumo, suas maiores vantagens no tratamento de água são:
- alta eficiência na remoção de contaminantes: é capaz de adsorver uma ampla gama de compostos, desde partículas orgânicas até metais pesados;
- custo-benefício: tem baixo custo de manutenção e oferece uma solução acessível em comparação com tecnologias mais complexas, como membranas de filtração, por exemplo;
- versatilidade: Pode ser usado em diversos processos industriais e integrado a outras tecnologias de tratamento;
- sustentabilidade: a regeneração do carvão ativado reduz resíduos e amplia sua vida útil, contribuindo para práticas mais sustentáveis. Além disso, é um aliado no tratamento de efluentes;
- melhoria na qualidade da água: mais do que remover contaminantes, elimina odores, gostos desagradáveis e resíduos químicos, garantindo uma água de alta qualidade para processos industriais;
- preservação de nutrientes: mesmo quando remove substâncias perigosas da água, o carvão ativado não descarta os nutrientes benéficos no processo;
O carvão ativado para tratamento de água em combinação com outras tecnologias potencializa a eficácia e oferece uma solução completa para os desafios do tratamento de água industrial.
Leia aqui sobre fitração com areia e seixos e complemente seus conhecimentos.
