膜水処理における活性炭の多機能応用

活性炭は飲料水浄化、産業廃棄物処理において重要な役割を果たします。水処理 その独自の物理的・化学的特性により、他の分野にも応用されています。主な機能は以下のとおりです。

汚染物質の吸着と除去：活性炭は、比表面積が500～1500m²/g、平均ミクロ孔径が2～3nmです。水中のコロイド状物質の60～80%、有機物（フミン酸、リグニンスルホン酸など）の47～60%、鉄イオンの50%を吸着できます。例えば、ある化学工場で活性炭をろ過に使用したところ、排水のCOD（化学的酸素要求量）が120mg/Lから50mg/Lに低下し、58%減少しました。

化学酸化と脱塩素：活性炭の表面には、ヒドロキシル基やカルボキシル基などの官能基が豊富に存在し、化学吸着と触媒作用によって遊離塩素を分解することができます。実験データによると、残留塩素の除去率は95%を超えています。反応中、塩素（Cl₂）は加水分解されて次亜塩素酸（HClO）を生成し、これが活性炭の触媒作用によってさらに塩酸（HCl）と新たな酸素（[O]）に分解されます。後者は炭素と反応して二酸化炭素を生成し、システムから排出されます。反応式は次のとおりです。

イオン交換樹脂の保護: 脱塩水プロセスでは、 活性炭フィルター これはカチオン交換樹脂の前に配置されることが多く、遊離塩素の90%以上と有機物の60%以上を捕捉できるため、樹脂の酸化による故障や強アルカリ性樹脂の有機汚染を防ぐことができます。