La realtà è molto più complessa e articolata di quello che vediamo. Le sostanze, liquide o gassose, che ci circondano e che immettiamo nell’ambiente attraverso i processi industriali, non sono quello che vediamo o meglio, ciò che vediamo è solo una parte del complesso di elementi e organismi che le compongono.
Di tutte queste sostanze ci sono alcune che sono sane ed ecologiche, altre, invece, sono inquinanti e dannose per l’ambiente e la salute delle persone. Motivo per cui è fondamentale applicare dei processi di filtrazione, tramite i quali separare ciò che è sano da ciò che non lo è e permettere di trattenere e smaltire correttamente tutte le sostanze inquinanti.

I processi di filtrazione consentono di rimuovere dall’acqua solidi sospesi e metalli, di adsorbire componenti organici e tensioattivi ed eliminare cloro ed elementi sgradevoli all’olfatto e al sapore. Attraverso i sistemi di filtrazione si è in grado di assicurare la qualità dell’acqua attesa in base alle esigenze di trattamento richieste.

Come avviene tutto questo? Tramite il processo di adsorbimento del carbone attivo, uno dei materiali più utilizzati nei processi di filtrazione (filtri a carbone attivo).

Cos’è il carbone attivo

Per la rimozione di sostanze organiche ed inorganiche presenti in soluzione vengono utilizzati i carboni attivi, considerati come uno dei più versatili adsorbenti presenti in natura.

Il carbone attivo ha una struttura casuale altamente porosa, con una notevole variazione dell’ampiezza dei pori, essa può andare da piccole fratture a cavità che raggiungono le dimensioni molecolari. È anche descritto come avente una superficie “sgualcita”, in cui le lamiere piane sono rotte e incurvate indietro su sè stesse.

Le attrazioni intermolecolari nei pori più piccoli creano le forze di adsorbimento.

L’adsorbimento: un processo dove un solido è usato per la rimozione di una sostanza solubile dall’acqua

L’adsorbimento è un processo fisico-chimico con cui solidi porosi (o adsorbenti) trattengono molecole disciolte in acqua (adsorbibili), tramite legami superficiali.

L’adsorbimento è quindi una proprietà fisico-chimica dei solidi che consiste nel trattenere o concentrare sulla propria superficie, cioè di adsorbire, uno o più componenti (atomi, molecole, o ioni) di sostanze fluide a contatto con la superficie stessa.

Tale fenomeno è in contrapposizione con quello dell’assorbimento (detto talvolta absorbimento) che comporta invece la penetrazione di sostanze fluide nella massa di un solido.

Il fenomeno dell’adsorbimento avviene all’interfaccia della superficie di separazione delle due sostanze e assume maggiore importanza nei sistemi colloidali e nei solidi finemente suddivisi, nei quali la superficie di contatto delle particelle è elevata rispetto al loro volume.

Adsorbimento su carbone attivo

In questo caso il carbone attivo è il solido. Esso è prodotto specificamente in modo da avere una superficie interna molto grande (500 – 1500 m2/g). Questa elevata superficie interna rende il carbone attivo ideale per l’adsorbimento.

Il carbone attivo esiste in due varianti: Carbone Attivo in Polvere (PAC) e Carbone Attivo Granulare (GAC). La versione GAC è usata principalmente nel trattamento delle acque.

Il carbone granulare è generalmente usato in letti attraverso i quali passa l’acqua destinata al trattamento.

Man mano che il GAC procede alla filtrazione, la superficie all’interno dei pori si ricopre gradualmente di sostanze chimiche fino a che il carbone non è più capace di adsorbire nuove molecole.

Arrivato a questo punto il carbone “esausto” deve essere rimpiazzato con del carbone vergine.
I filtri a carbone attivo, quindi, accumulano all’interno del grano le sostanze inquinanti sottratte all’acqua, con graduale esaurimento della capacità adsorbente del letto filtrante che va periodicamente lavato e sostituito.

Gli impianti di filtrazione a carbone attivo risultano così opportuni per la rimozione del cloro, di odori e sapori sgradevoli e di sostanze inquinanti (solventi clorurati, pesticidi, microinquinanti organici e detergenti).

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