Ενεργός Άνθρακας

Τι είναι ο ενεργός άνθρακας και πως παράγεται

Ο άνθρακας είναι ένα 100% φυσικό προϊόν. Είναι στην ουσία μία λεπτή, άοσμη, άγευστη και μη τοξική μαύρη σκόνη. Μπορούμε να παράγουμε τον ενεργό άνθρακα από:

• τύρφη ιτιάς
• μπαμπού
• κάρβουνο
• ξύλο
• πριονίδι
• φλοιό καρύδας
• πυρήνες ελιάς
• ίνες κοκοφοίνικα
• λιγνίτη
• πίσσα πετρελαίου

Ο ενεργός άνθρακας είναι παρόμοιος με τον απλό άνθρακα. Η βασική διαφορά τους είναι ότι ο ενεργός άνθρακας έχει διαφορετικό τρόπο επεξεργασίας καθώς για να παραχθεί πρέπει να θερμαίνεται σε ελεγχόμενο περιβάλλον και σε κενό αέρα. Έτσι αποκτά μία εξαιρετικά πορώδη επιφάνεια. Οι μικροσκοπικές αυτές τρύπες (πόροι), μπορούν να αυξήσουν το εμβαδόν της επιφάνειας του άνθρακα από 500 έως 1500 m2/gr.

Έτσι δεσμεύει διάφορες ουσίες που έρχονται σε επαφή με αυτόν, σε υγρή ή και αέρια μορφή και σε ποσότητες πολλαπλάσιες από το βάρος του. Ένα κυβικό εκατοστό ενεργού άνθρακα έχει το ίδιο εμβαδόν με μια επιφάνεια 50.000 τετραγωνικών μέτρων. Εναλλακτικά, μπορεί να γίνει σκόνη ώστε να μεγιστοποιηθεί η επιφάνεια απορρόφησης.

Μέθοδοι ενεργοποίησης άνθρακα

Μπορεί να παραχθεί (ενεργοποιηθεί) με μία από τις ακόλουθες διαδικασίες:

• Φυσική ενεργοποίηση: Το αρχικό υλικό αναπτύσσεται σε ενεργό άνθρακα χρησιμοποιώντας θερμά αέρια. Στη συνέχεια εισάγεται αέρας για να κάψει τα αέρια, δημιουργώντας μια διαβαθμισμένη, κοσκινισμένη και ξεσκονισμένη μορφή ενεργού άνθρακα. Αυτό γίνεται γενικά χρησιμοποιώντας μία ή περισσότερες από τις ακόλουθες διαδικασίες:
  • Ενανθράκωση: Υλικό με περιεχόμενο άνθρακα πυρολύεται σε θερμοκρασίες μεταξύ 600–900 °C, συνήθως σε αδρανή ατμόσφαιρα με αέρια όπως αργό ή άζωτο
  • Ενεργοποίηση/οξείδωση: Η πρώτη ύλη ή το ανθρακούχο υλικό εκτίθεται σε οξειδωτικές ατμόσφαιρες (οξυγόνο ή ατμός) σε θερμοκρασίες άνω των 250 °C, συνήθως στην περιοχή θερμοκρασίας 600–1200 °C.
• Χημική ενεργοποίηση: Το ανθρακούχο υλικό εμποτίζεται με ορισμένες χημικές ουσίες. Η χημική ουσία είναι συνήθως ένα οξύ, ισχυρή βάση, ή ένα άλας (φωσφορικό οξύ 25%, υδροξείδιο του καλίου 5%, υδροξείδιο του νατρίου 5%, χλωριούχο ασβέστιο 25% και χλωριούχος ψευδάργυρος 25%). Ο άνθρακας στη συνέχεια υποβάλλεται σε υψηλές θερμοκρασίες (250–600 °C). Πιστεύεται ότι η θερμοκρασία ενεργοποιεί τον άνθρακα σε αυτό το στάδιο αναγκάζοντας το υλικό να ανοίξει και να έχει περισσότερους μικροσκοπικούς πόρους. Η χημική ενεργοποίηση προτιμάται από τη φυσική ενεργοποίηση λόγω των χαμηλότερων θερμοκρασιών, της καλύτερης ποιότητας συνοχής και του μικρότερου χρόνου που απαιτείται για την ενεργοποίηση του υλικού.

Μορφές Ενεργού Άνθρακα

Υπάρχουν διάφορες μορφές ενεργού άνθρακα, καθεμία με συγκεκριμένες επιδόσεις φιλτραρίσματος. Αν και έχουμε έως και 150 παραλλαγές, οι πιο συνηθισμένοι τύποι είναι:

• Κοκκώδης ενεργός άνθρακας (Granular Activated Carbon (GAC))

  Τα σωματίδια GAC είναι μεγάλα, αλλά η επιφάνειά τους είναι μικρότερη σε σύγκριση με άλλους τύπους. Ο γρήγορος ρυθμός διάχυσης το καθιστά αποτελεσματικό απορροφητικό ατμών. Αυτό συμβαίνει επειδή οι αέριες ουσίες διαχέονται γρήγορα.

• Σκόνη ενεργού άνθρακα (Powdered Activated Carbon (PAC))

  Αυτή η μορφή ενεργού άνθρακα είναι γνωστή για την υψηλή της απορρόφηση, γεγονός που τη καθιστά αποτελεσματική έναντι επιβλαβών ρύπων σε υγρά, αέρια, ακόμη και στον αέρα. Επιπλέον, μπορεί να αφαιρέσει τις οσμές, μετατρέποντας το νερό  σε άοσμο, διαυγές και με υπέροχη γεύση.

• Ίνες ενεργού άνθρακα (Activated Carbon Fiber (ACF))

  Το ACF είναι εξαιρετικά μικροπορώδες. Έχει επίσης εντυπωσιακή ογκομετρική χωρητικότητα και υψηλή πυκνότητα συσκευασίας. Χάρη στις διάφορες μορφές του ενεργού υλικού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών (υπερπυκνωτές, απορροφητές οσμών).

• Κυλινδρικός ενεργός άνθρακας (Extruded activated carbon (EAC))

  Ο κυλινδρικός ενεργός άνθρακας (EAC) συνδυάζει ενεργό άνθρακα σε σκόνη με ένα συνδετικό υλικό, τα οποία συγχωνεύονται και εξωθούνται σε ένα μπλοκ ενεργού άνθρακα κυλινδρικού σχήματος (πέλετ) με διάμετρο από 0,8 έως 130 mm. Χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές σε αέρια μορφή λόγω της χαμηλής απώλειας πίεσης, της υψηλής μηχανικής αντοχής και της χαμηλής περιεκτικότητας σε σκόνη.

• Σφαιρίδια ενεργού άνθρακα (Bead activated carbon (BAC))

  Ο ενεργός άνθρακας σε μορφή σφαιριδίων (BAC) κατασκευάζεται από πίσσα πετρελαίου και διατίθεται σε διαμέτρους από περίπου 0,35 έως 0,80 mm. Αντίστοιχα με τον εξωθημένο ενεργό άνθρακας (EAC), διακρίνεται για τη χαμηλή απώλεια πίεσης, την υψηλή μηχανική αντοχή και τη χαμηλή περιεκτικότητα σε σκόνη, αλλά με μικρότερο μέγεθος κόκκων. Λόγω του σφαιρικού σχήματος χρησιμοποιείται συνήθως σε ρευστές εφαρμογές, όπως η διήθηση νερού.

• Καταλυτικός άνθρακας (Catalytic Carbon)

  Ο καταλυτικός άνθρακας είναι αποτελεσματικός έναντι των χλωραμινών και του υδρόθειου. Εκτός από όλα τα τυπικά απορροφητικά χαρακτηριστικά του ενεργού άνθρακα, είναι αποτελεσματική επίσης έναντι στις χημικές αντιδράσεις.

• Εμποτισμένος άνθρακας (Impregnated carbon)

  Οι εμποτισμένοι άνθρακες περιέχουν διάφορους τύπους ανόργανου εμποτισμού, όπως το ιώδιο και ο άργυρος. Λόγω των αντιμικροβιακών και αντισηπτικών ιδιοτήτων του, ο συνδυασμός ενεργού άνθρακας με άργυρο χρησιμοποιείται ως προσροφητικό μέσο για τον καθαρισμό του οικιακού νερού. Οι εμποτισμένοι άνθρακες χρησιμοποιούνται επίσης για την προσρόφηση υδρόθειου (H2S) και άλλων θειούχων ουσιών.

• Ενεργός άνθρακας με επικάλυψη πολυμερούς (Polymer coated carbon)
  

  Πρόκειται για μια μορφή άνθρακα κατά την οποία ένας πορώδης άνθρακας επικαλύπτεται με ένα βιοσυμβατό πολυμερές για να δώσει μια λεία και διαπερατή επίστρωση χωρίς να φράξει τους πόρους. Ο άνθρακας που παράγεται χρησιμοπιείται για καθαρισμό του αίματος.

Ο άνθρακας στο πέρασμα του χρόνου

Κανένας δεν γνωρίζει ακριβώς πότε ανακαλύφθηκαν οι ιδιότητες του άνθρακα. Πάει πίσω στο χρόνο τόσο πολύ που οι επιστήμονες δεν μπορούν να ορίσουν χρονολογικά την περίοδο που άρχισαν οι άνθρωποι να χρησιμοποιούν πρώτη φορά τον άνθρακα.

Οι αρχαίοι Ινδοί χρησιμοποιούσαν τον άνθρακα για να εξυγιάνουν το πόσιμο νερό και οι Αιγύπτιοι τον χρησιμοποιούσαν από το 1500 π.Χ. για να αποτοξινώνουν τον οργανισμό τους.

Ο πατέρας της Ιατρικής, Ιπποκράτης, χρησιμοποιούσε συχνά άνθρακα στις θεραπείες του.

Ένας γάλλος χημικός, ο Pierre Fleurus Touery, πίστευε τόσο πολύ στις ιδιότητες του άνθρακα, που το 1831 ήπιε μπροστά στους σαστισμένους συναδέλφους του στη Γαλλική Ιατρική Ακαδημία (French Academy of Medicine) στρυχνίνη 10 φορές πάνω από το όριο της θανατηφόρας δόσης. Δεν έπαθε τίποτα κακό από το περίεργο αυτό πείραμα. Εξήγησε όμως στους συναδέλφους του ότι είχε πιει προηγουμένως περίπου 15 γραμμάρια άνθρακα, ο οποίος δέσμευσε το δηλητήριο.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής το 1974 ο Οργανισμός Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) ανέπτυξε έναν Κανονισμό ο οποίος πρότεινε την χρήση κοκκώδη ενεργού άνθρακα για τα απαιτούμενα συστήματα επεξεργασίας του πόσιμου νερού. Λόγω του υψηλού κόστους, του ο συγκεκριμένος Κανονισμός αντιμετώπισε ισχυρή αντίδραση από τη βιομηχανία ύδρευσης, συμπεριλαμβανομένων των μεγαλύτερων εταιρειών παροχής νερού στην Καλιφόρνια. Ως εκ τούτου, ο Οργανισμός αναίρεσαι τον Κανονισμό. Η διήθηση ενεργού άνθρακα είναι μια αποτελεσματική μέθοδος επεξεργασίας νερού λόγω του πολυλειτουργικού της χαρακτήρα. Υπάρχουν συγκεκριμένοι τύποι μεθόδων και εξοπλισμού φιλτραρίσματος ενεργού άνθρακα που υποδεικνύονται ανάλογα με τους εμπλεκόμενους ρύπους.

Ο ενεργός άνθρακας και η χρησιμότητα του

Ο ενεργός άνθρακας χρησιμοποιείται ως προσροφητικό υλικό διήθησης σε διάφορες εφαρμογές: Αντιασφυξιογόνες μάσκες, καθαρισμός νερού, απορροφητήρες κουζίνας, απορρόφηση τοξινών (στην Ιατρική), δηλητηρίων ή και αερίων από ένα πεπτικό σύστημα. Χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα επεξεργασίας νερού, φάρμακα, εξαγνισμό διαφόρων ουσιών, καταλύτες αυτοκινήτων κτλ.

Ο ενεργός άνθρακας είναι αρκετά ασφαλής, επομένως χρησιμοποιείται για την θεραπεία των δηλητηριάσεων, του κοιλιακού μετεωρισμού (φούσκωμα), για την μείωση των επιπέδων της χοληστερίνης, τη πρόληψη του “hangover” και τη θεραπεία της χολόστασης κατά την εγκυμοσύνη, πάντα κάτω από την επίβλεψη του ιατρού. Πιο πρόφατες εφαρμογές του ενεργού άνθρακα είναι στις οδοντόκρεμες για λεύκανση και πιο αποδοτικό καθαρισμό των δοντιών, καθώς και στα αντιλιακά και τις κρέμες σώματος για απορρόφηση των τοξινών του δέρματος. Ο ενεργός άνθρακας δεσμεύει δηλητήρια, βαρεά μέταλλα και τοξίνες και αποτρέπει την απορρόφηση του από το στομάχι και το έντερο, χωρίς να ερεθίζει το βλεννογόνο του γαστρεντερικού σωλήνα.

Η βασική του χρήση όμως είναι ως μέσο φίλτρανσης κι επεξεργασίας νερού. Στα φίλτρα νερού, συναντάμε τόσο τον κοκκώδη (κονιορτοποιημένο) ενεργό άνθρακα όσο και τον συμπαγή ενεργό άνθρακα. Ο συμπαγής άνθρακας έχει ελαφρώς μικρότερη επιφάνεια απορρόφησης σε σχέση με τον κοκκώδη, κερδίζει όμως στην μηχανική φίλτρανση. Επειδή είναι συμπαγής, φιλτράρει μηχανικά το νερό από μεγαλύτερα σωματίδια (σκόνη, βρωμιές, σκουριά, πετραδάκια κτλ).

Γιατί να εφαρμόσουμε την τεχνολογία ενεργού άνθρακα στην επεξεργασία νερού;

Ο ενεργός άνθρακας καθαρίζει το νερό από επιβαρύνσεις, ιδίως το χλώριο και τα παράγωγα αυτού, το οποίο προστίθεται στο δίκτυο ύδρευσης των πόλεων για τη συντήρηση του νερού. Επίσης απομακρύνει δυσάρεστες οσμές και γεύσεις, καθώς και τα βακτήρια που υπάρχουν μέσα στο νερό δικτύου.

Ο ενεργός άνθρακας απομακρύνει επιβλαβή βακτήρια, χλώριο και οργανικές ενώσεις από το νερό.

Φίλτρα με ενεργό άνθρακα είναι η καθολική, παγκοσμίως γνωστή τεχνολογία στην επεξεργασία του νερού, βασιζόμενη στην προσρόφηση και στις καταλυτικές ιδιότητες του ενεργού άνθρακα. Στην παραγωγή του ενεργού άνθρακα χρησιμοποιείται τσόφλι καρύδας ή ειδική ξυλεία, τα οποία παρέχουν τα μέγιστα δυνατά χαρακτηριστικά του άνθρακα για τον πιο αποδοτικό καθαρισμό του νερού.

Όταν ο κοκκώδης ενεργός άνθρακας τοποθετείται σε ένα πλαστικό φυσίγγιο, δημιουργείται ένα φίλτρο νερού ενεργού άνθρακα που μπορεί να μπει σε διάφορες συσκευές φιλτραρίσματος νερού. Το νερό περνάει μέσα από αυτό το φίλτρο και φιλτράρεται από διάφορες βλαβερές ουσίες όπως για παράδειγμα το χλώριο,  το χλωροφόρμιο, τα αιωρουμένα σωματίδια, την άμμο, τη σκουριά,  τη λάσπη, τα χώματα, τον ολικό οργανικό άνθρακα, τις βιομηχανικές οργανικές ενώσεις (τετραχλωροαιθυλένιο, τριχλωροαιθυλένιο), τις διαλυμένες οργανικές ενώσεις, το οργανικό χρώμα, το διαλυμένο σίδηρο, το μαγγάνιο και διάφορα άλλα. Βασικό χαρακτηριστικό του είναι ότι αφαιρεί τελείως τη δυσάρεστη γεύση και οσμή που έχει το νερό του δικτύου.

Εάν συμπιέσουμε αυτήν την σκόνη άνθρακα, τότε έχουμε ένα φίλτρο νερου συμπαγούς ενεργού άνθρακα ή αλλιώς carbon block. Ο συμπαγής αυτός άνθρακας είναι στην ουσία ένας τοίχος από τον οποίο πρέπει να περάσει το νερό για να φιλτραριστεί. Όσο πιο πολύ συμπιέζουμε αυτή τη σκόνη, τόσο πιο στενές είναι οι τρύπες από τις οποίες μπορεί να περάσει το νερό.

Οι τρύπες αυτές μετριούνται με μικρά, δηλαδή χιλιοστά του χιλιοστού. Η στάνταρντ εκδοχή στις περισσότερες πόλεις της Ελλάδας είναι τα 5 μικρά, ή αλλιώς 5 χιλιοστά του χιλιοστού. Για να καταλάβετε πόσο στενές είναι αυτές οι τρύπες από τις οποίες αναγκάζεται να περάσει το νερό, αρκεί να σκεφθείτε ότι το κεφαλάκι μίας τρίχας από τα μαλλιά σας έχει διάμετρο 100 μικρά.

Τα φίλτρα ενεργού άνθρακα, τοποθετούνται σε μονάδες σειράς για την απομάκρυνση του σιδήρου, του χλωρίου, επιβλαβών βακτηρίων και οργανικών ενώσεων και την απολύμανση του συστήματος. Το πρεσαρισμένο νερό περνάει μέσα από το κέλυφος του φυσιγγίου του ενεργού άνθρακα και οι εναπομείναντες επιβλαβείς ουσίες συσσωρεύονται στο ίδιο το φυσίγγιο.

Η χρονική διάρκεια δράσης αυτών των φίλτρων είναι ο ένας (1) χρόνος. Μετά θα πρέπει να αντικατασταθούν με νέα φυσίγγια.

Είναι ιδανικά στη χρήση τους ως το τελευταίο στάδιο απολύμανσης του νερού. Ο στόχος των φίτλρων ενεργού άνθρακα είναι να απομακρύνουν από το νερό το χλώριο και τις οργανικές ενώσεις, λοιπές οργανικές επιβαρύνσεις και δυσάρεστες οσμές.

Η χρήση των φίλτρων ενεργού άνθρακα στην επεξεργασία νερού

Φίλτρα ενεργού άνθρακα μπορούν να τοποθετηθούν σε βιομηχανικά συστήματα επεξεργασίας του νερού και σε οικιακά φίλτρα ως εξής:

• Επεξεργασία λυμάτων από βιομηχανίες για την ανακύκλωση του νερού και την επαναχρησιμοποιήσή του στη γραμμή παραγωγής.
• Επεξεργασία νερού για βιομηχανική χρήση, για την απομάκρυνση του σιδήρου, του χλωρίου και των οργανικών ενώσεων.
• Επεξεργασία νερού για εξοχικές κατοικίες
• Επεξεργασία του νερού για οικιακή χρήση

Τα φυσίγγια ενεργού άνθρακα αποτελούν μέρος της προφίλτρανσης σε ένα σύστημα Αντίστροφης Όσμωσης. Επίσης τοποθετούνται ως το τελευταίο στάδιο επεξεργασίας του νερού για τη βελτίωση της γεύσης μετά την μεμβράνη Αντίστροφης Όσμωσης.

Η βελτιστοποίηση ενός φίλτρου ενεργού άνθρακα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

1. Το μέγεθος των πόρων και το πώς αυτοί κατανέμονται. Αυτό εξαρτάται από την πηγή του άνθρακα και τον τρόπο που επεξεργάστηκε. Στην ουσία έχει να κάνει με την ποιότητα του εργοστασίου και τη ποιότητα των πρώτων υλών. Τα φίλτρα ενεργού άνθρακα μπορεί οπτικά να φαίνονται πανομοιότυπα, η ποιότητα όμως κατασκευής επηρρεάζει πάρα πολύ το φιλτράρισμα του νερού.

2. Η απορρόφηση τείνει να αυξάνεται όσο μειώνεται η θερμοκρασία και το PH. Τα φίλτρα ενεργού άνθρακα πρέπει να τοποθετούνται στην κρύα παροχή νερού. Έτσι βελτιστοποιείται η απόδοσή τους, δεν χαλάνε και αντέχουν περισσότερο.

3. Ο ρυθμός ροής επηρεάζει και αυτός την αποτελεσματικότητα ενός φίλτρου ενεργού άνθρακα. Οι τοξικές ουσίες απομακρύνονται πιο αποτελεσματικά όταν έρχονται σε επαφή με τον άνθρακα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Ο άνθρακας «αποθηκεύει» τις τοξικές ουσίες στις τρύπες (πόρους) του, κάτι που σημαίνει ότι κάποια στιγμή «μπουκώνει» και χρειάζεται αντικατάσταση. Όλοι οι κατασκευαστές φίλτρων προτείνουν αλλαγή φίλτρων τουλάχιστον μία φορά το χρόνο για λόγους ασφάλειας.

Πώς λειτουργεί ο Ενεργός Άνθρακας

Η αποτελεσματικότητα του ενεργού άνθρακα μπορεί να αποδοθεί κυρίως στην πολύ μεγάλη επιφάνεια του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορεί να φιλτράρει αποτελεσματικά μεγάλη ποσότητα βλαβερών στοιχείων μέσω φυσικής απορρόφησης. Οι ρύποι στο μολυσμένο νερό έλκονται από την επιφάνεια του άνθρακα, όπου αποθηκεύονται στο διάκενο μικρομέτρων (στις οπές του υλικού). Η συγκόλληση των μολυσματικών ρύπων στα φίλτρα άνθρακα είναι πολύ ισχυρή με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η μεταφορά τους στο φιλτραρισμένο νερό.

Το μέγεθος του πόρου καθορίζει το επίπεδο διήθησης-φιλτραρίσματος. Οι μικρότεροι πόροι εξασφαλίζουν το καλύτερο φιλτράρισμα. Ομοίως, ο χρόνος που το νερό μένει σε επαφή με την επιφάνεια του ενεργού άνθρακα επηρεάζει τη διήθηση. Όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος, τόσο πιο αποτελεσματικό είναι το φιλτράρισμα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η καλύτερη απόδοση φιλτραρίσματος επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας φίλτρα ενεργού άνθρακα με μικρό μέγεθος πόρων σε συνδυασμό με χαμηλή πίεση.

Η βαθμολογία μικρόμετρα-microns επηρεάζει επίσης το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος επειδή καθορίζει το μέγεθος των ρύπων που θα περάσουν μέσα από το φίλτρο. Το εύρος των μεγεθών πόρων στον συμπαγή ενεργό άνθρακα (activated carbon block) είναι συνήθως μεταξύ 0,5 microns έως 10 microns. Ωστόσο, είναι εξίσου σημαντικό το μέγεθος των πόρων να μην είναι πολύ μικρό. Διαφορετικά, τα χρήσιμα στοιχεία του νερού μπορεί να μην περάσουν σωστά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το καλύτερο μέγεθος πόρων κυμαίνεται από 0.1 micron έως 5 microns.

Η απόδοση φιλτραρίσματος των φίλτρων Ενεργού Άνθρακα

Ο ενεργός άνθρακας μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά μολυσματικούς ρύπους όπως τα φυτοφάρμακα, τα βακτήρια, τα αιωρούμενα στερεά, τα βαρέα μέταλλα και πολλά άλλα στο νερό. Η συνολική αποτελεσματικότητα εξαρτάται από την ποιότητα του ενεργού άνθρακα που χρησιμοποιείται στο φίλτρο. Ωστόσο, σχεδόν όλα τα φίλτρα ενεργού άνθρακα μπορούν να μειώσουν το χλώριο, ανεξαρτήτως ποιότητας. Το χλώριο και η χλωραμίνη χρησιμοποιούνται από τις δημοτικές υπηρεσίες για την απολύμανση του νερού δικτύου και ευθύνονται για την ασυνήθιστη γεύση και οσμή στο νερό.

Τα ζιζανιοκτόνα, τα φυτοφάρμακα, ακόμη και το χλώριο έχουν αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία μας. Ωστόσο, ο ενεργός άνθρακας έχει δοκιμαστεί και επιβεβαιωθεί ότι είναι αποτελεσματικός έναντι των 14 πιο κοινών φυτοφαρμάκων στο νερό. Σε αυτά περιλαμβάνονται τα Lindane, Heptachlor, Glyphosate (Round-up), Chlordecone (CLD/Kepone) και Chlordane. Ο ενεργός άνθρακας μειώνει επίσης 12 από τα πιο κοινά ζιζανιοκτόνα στο νερό, συμπεριλαμβανομένων των Atrazine και 2,4-D.

Συντήρηση και διάρκεια ζωής

Η πραγματική διάρκεια ζωής ενός φίλτρου ενεργού άνθρακα εξαρτάται από τις ποσότητες των ρύπων που φιλτράρει, τον όγκο του φιλτραρισμένου νερού που παράγει και τη συνολική ποιότητα του ενεργού άνθρακα που χρησιμοποιείται.

Ωστόσο, κατά μέσο όρο, διαθέτουν  2-6 μήνες απόδοσης φιλτραρίσματος. Αυτός ο χρόνος μπορεί να γίνει μεγαλύτερος – έως και 12 μήνες – ανάλογα την ποιότητα του άνθρακα ή εάν προηγείται ένα  προ-φίλτρο στερεών στο σύστημα, όπως αυτά που εγκαθίστανται συνήθως στην κεντρική παροχή του σπιτιού.

Η αντικατάσταση του φίλτρου πρέπει να πραγματοποιείται μετά την λήξη του. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να διατηρήσετε το φιλτραρισμένο νερό σας καθαρό και ασφαλές για πόση.

Άλλες εφαρμογές του ενεργού άνθρακα

Ιατρική χρήση

Ο ενεργός άνθρακας χρησιμοποιείται για τη θεραπεία δηλητηριάσεων και υπερδοσολογίας μετά από από του στόματος κατάποση. Τα δισκία ή οι κάψουλες ενεργού άνθρακα χρησιμοποιούνται σε πολλές χώρες ως φάρμακο χωρίς ιατρική συνταγή για τη θεραπεία της διάρροιας, της δυσπεψίας και του μετεωρισμού. Ωστόσο, ο ενεργός άνθρακας δεν επιδρά κάπως στα εντερικά αέρια και στη διάρροια και είναι συνήθως ιατρικά αναποτελεσματικός εάν η δηλητηρίαση προκλήθηκε από κατάποση διαβρωτικών παραγόντων, βορικού οξέος, προϊόντων πετρελαίου και είναι ιδιαίτερα αναποτελεσματικός έναντι δηλητηριάσεων από ισχυρά οξέα ή βάσεις, κυάνιο, σίδηρο, λίθιο, αρσενικό, μεθανόλη, αιθανόλη ή αιθυλενογλυκόλη. Ο ενεργός άνθρακας δεν θα εμποδίσει αυτές τις χημικές ουσίες να απορροφηθούν στο ανθρώπινο σώμα. Συμπεριλαμβάνεται στον Κατάλογο Βασικών Φαρμάκων του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, τα ασφαλέστερα και αποτελεσματικότερα φάρμακα που χρειάζονται σε ένα σύστημα υγείας.

Η λανθασμένη εφαρμογή (π.χ. στους πνεύμονες ) έχει ως αποτέλεσμα την πνευμονική εισρόφηση, η οποία μερικές φορές μπορεί να είναι θανατηφόρα εάν δεν ξεκινήσει άμεση ιατρική θεραπεία.

Περιβαλλοντική

Ο ενεργός άνθρακας χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα φιλτραρίσματος νερού. Σε αυτήν την εικόνα, ο ενεργός άνθρακας βρίσκεται στο τέταρτο επίπεδο (μετρώντας από κάτω).

Η προσρόφηση άνθρακα έχει πολυάριθμες εφαρμογές στην απομάκρυνση ρύπων από τον αέρα ή το νερό τόσο στο πεδίο όσο και σε βιομηχανικές διεργασίες όπως:

• Καθαρισμός διαρροής
• Αποκατάσταση υπόγειων υδάτων
• Διήθηση πόσιμου νερού
• Καθαρισμός αέρα
• Σύλληψη πτητικών οργανικών ενώσεων από το βάψιμο, το στεγνό καθάρισμα, τις εργασίες διανομής βενζίνης και άλλες διαδικασίες
• Ανάκτηση πτητικών οργανικών ενώσεων (συστήματα ανάκτησης διαλύτη, SRU) από εύκαμπτη συσκευασία, μετατροπή, επίστρωση και άλλες διεργασίες.

Γεωργία

Ο ενεργός άνθρακας (κάρβουνο) είναι επιτρεπόμενη ουσία που χρησιμοποιείται από βιοκαλλιεργητές τόσο στην κτηνοτροφία όσο και στην οινοποίηση. Στην κτηνοτροφική παραγωγή χρησιμοποιείται ως φυτοφάρμακο, πρόσθετο ζωοτροφών, βοήθημα επεξεργασίας, μη γεωργικό συστατικό και απολυμαντικό. Στη βιολογική οινοποίηση, ο ενεργός άνθρακας επιτρέπεται να χρησιμοποιείται ως παράγοντας επεξεργασίας για την προσρόφηση καφέ χρωστικών από συμπυκνώματα λευκού σταφυλιού. Μερικές φορές χρησιμοποιείται ως βιοκάρβουνο.

Κατά την πρώιμη εφαρμογή του νόμου για το ασφαλές πόσιμο νερό του 1974 στις ΗΠΑ, οι αξιωματούχοι της EPA ανέπτυξαν έναν κανόνα που πρότεινε να απαιτείται από τα συστήματα επεξεργασίας πόσιμου νερού να χρησιμοποιούν κοκκώδη ενεργό άνθρακα. Λόγω του υψηλού κόστους του, ο λεγόμενος κανόνας GAC συνάντησε έντονη αντίθεση σε ολόκληρη τη χώρα από τη βιομηχανία ύδρευσης, συμπεριλαμβανομένων των μεγαλύτερων επιχειρήσεων ύδρευσης στην Καλιφόρνια. Ως εκ τούτου, η υπηρεσία άφησε κατά μέρος τον κανόνα. Το φιλτράρισμα με ενεργό άνθρακα είναι μια αποτελεσματική μέθοδος επεξεργασίας νερού λόγω της πολυλειτουργικής φύσης του. Υπάρχουν συγκεκριμένοι τύποι μεθόδων και εξοπλισμού φιλτραρίσματος ενεργού άνθρακα που υποδεικνύονται – ανάλογα με τους εμπλεκόμενους ρύπους.

Αποθήκευση καυσίμου

Διεξάγεται έρευνα για τη δοκιμή της ικανότητας διαφόρων ενεργών ανθράκων να αποθηκεύουν φυσικό αέριο και αέριο υδρογόνο. Το πορώδες υλικό λειτουργεί σαν σφουγγάρι για διαφορετικούς τύπους αερίων. Το αέριο έλκεται από το υλικό άνθρακα μέσω των δυνάμεων φαν ντερ Βάαλς. Μερικοί άνθρακες κατάφεραν να επιτύχουν ενέργειες σύνδεσης 5–10 kJ ανά mol. Το αέριο μπορεί στη συνέχεια να εκροφηθεί όταν υποβληθεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες και είτε να καεί για να εκτελέσει εργασία είτε στην περίπτωση αερίου υδρογόνου που εξάγεται για χρήση σε κυψέλη καυσίμου υδρογόνου. Η αποθήκευση αερίου σε ενεργούς άνθρακες είναι μια ελκυστική μέθοδος αποθήκευσης αερίου, επειδή το αέριο μπορεί να αποθηκευτεί σε περιβάλλον χαμηλής πίεσης, χαμηλής μάζας και μικρού όγκου που θα ήταν πολύ πιο εφικτό από τις ογκώδεις δεξαμενές πίεσης επί του οχήματος. Το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών έχει καθορίσει ορισμένους στόχους που πρέπει να επιτευχθούν στον τομέα της έρευνας και ανάπτυξης υλικών νανοπορώδους άνθρακα. Όλοι οι στόχοι δεν έχουν ακόμη ικανοποιηθεί, αλλά πολλά ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένου του προγράμματος ALL-CRAFT,  συνεχίζουν να εκτελούν εργασίες σε αυτόν τον πολλά υποσχόμενο τομέα.

Πρόσθετο τροφίμων

Ο ενεργός άνθρακας ποιότητας τροφίμου έγινε τάση στα τρόφιμα το 2016, καθώς χρησιμοποιήθηκε ως πρόσθετο για να προσδώσει μια «ελαφρώς καπνιστή» γεύση και σκούρο χρώμα σε προϊόντα όπως χοτ ντογκ, παγωτά, βάσεις πίτσας και κουλούρια.Τα άτομα που λαμβάνουν φάρμακα, συμπεριλαμβανομένων των αντισυλληπτικών χαπιών και των αντικαταθλιπτικών, συνιστάται να αποφεύγουν νεωτεριστικές τροφές ή ποτά που χρησιμοποιούν χρωστικές με ενεργό άνθρακα, καθώς μπορεί να καταστήσουν το φάρμακο αναποτελεσματικό.