Central oparbejdning af galvanisk affald Renere Teknologi Katalog 15. Aktiv kulfiltrering 15.1 Praktiske anvendelsesområder Nedenfor er listet dokumenterede anvendelsesområder for aktiv kulfiltrering inden for metaloverfladebehandling og andre tungmetalforurenende processer. Fjernelse af glansmidler og tensider fra skyllevand før ionbytning Fjernelse af nedbrudte glansmidler i galvaniske bade Fjernelse af organiske opløsningsmidler fra spildevand og grundvand 15.2 Nye anvendelsesområder Undersøgelser viser, at visse organiske metalkomplekser kan fjernes ved en aktiv kulfiltrering. Metoden er endnu ikke dokumenteret tilstrækkeligt, og den har derfor ikke vundet praktisk udbredelse. Visse andre tungmetalforbindelser kan sandsynligvis også fjernes med aktiv kul, men dette er heller ikke undersøgt tilbundsgående. Dette er to spændende potentielle anvendelser i fremtiden. 15.3 Hvad er aktiv kul? Aktiv kul er et adsorptionsmiddel, som kan binde upolære molekyler. Aktiv kul har en meget stor indre overflade (300-3000 m²/g), og ved fremstillingsprocessen kan man få de ønskede specifikationer. En overflade på ca. 1000 m²/g er meget almindelig, hvilket svarer til en porestørrelse på 0,003-0,015 mm. Det er den store overflade, der giver aktiv kul en enorm kapacitet til at binde upolære molekyler. Aktiv kul vil typisk kunne optage en mængde trichlorethylen på 8% af sin egen vægt. Kuloverfladen bliver ofte svagt polær på grund af en autooxidation, hvorved dannes forskellige kuloxidkomplekser. Det betyder, at aktiv kul i praksis også kan fjerne svagt polære molekyler, hvilket giver et bredere anvendelsesområde. Den nævnte autooxidation er også årsagen til, at f.eks. brintperoxid spaltes til vand og ilt ved passage af aktiv kul, og det kan udnyttes i visse situationer. Ved fremstillingsprocessen kan man få ændret egenskaberne i aktiv kul, så adsorptionsevnen bliver mere specifik og selektiv. Dette kan opnås ved iltning og imprægnering af overfladen. Den mest almindelige er at anvende aktiv kul i kolonner. Kun her får man den fulde udnyttelse af kullenes renseevne. I starten mættes kolonnens øverste lag med polære molekyler. Derfor bliver renseeffektiviteten meget stor, når der er mindre og mindre forurening i den væske, der løber igennem kolonnen. I den nederste del af kolonnen er kullene næste rene, og der er derfor meget stor affinitet til upolære molekyler. Man opnår en meget lav restkoncentration i den rensede væske. 15.4 Erfaringer, fordele og ulemper 15.4.1 Forfiltrering ved ionbytning Ved recirkulation af skyllevand over et ionbytningsanlæg er det nødvendigt at fjerne organiske glansmidler og tensider, da disse stoffer ikke tilbageholdes i ionbytteren. Ellers vil der ske en akkumulering af disse stoffer i vandet, hvilket vil give urent vand og skumningsproblemer. Derfor vil der i disse tilfælde altid indsættes et aktiv kulfilter foran ionbytningsanlægget. Kullene må udskiftes med passende mellemrum, når de er mættede, hvilket afhænger af den udslæbte mængde glansmidler og tensider samt størrelsen af kulfilteret. 15.4.2 Rensning af galvaniske bade Nedbrudte glansmidler kan give problemer i visse galvaniske bade, og det kan nedsætte badets levetid. Problemet kan normalt løses med en effektivt filtrering med aktiv kul. Ved denne filtrering fjernes kun de nedbrudte glansmidler. Aktiv kulrensning anvendes først og fremmest på nikkelbade, men også de varme sure zinkbade bør lejlighedsvis renses med aktiv kul for at fjerne nedbrudte glansmidler. Den mest anvendte metode er, at badet renses batchvis. Rensningen foregår ved ca. 60’C, hvor der tilsættes en passende mængde aktiv kul (5 g/l) under omrøring. Herefter frasepareres kullene. Rensningen kan også foregå ved pumpning gennem kulpræparerede filtre, men denne metode er mindre effektiv. Ved nikkelbade kan kulrensningen eventuelt kombineres ved en rensning med brintperoxid eller kamliumpermanganat. Disse iltningsmidler tilsættes for at ilte jern(II) til jern(III), som herefter udfældes som ferrihydroxid ved pH = ca. 5. 15.4.3 Fjernelse af organiske opløsningsmidler Mange organiske opløsningsmidler - f.eks. chlorerede opløsningsmidler - kan fjernes fra vand ved rensning med aktiv kul. Metoden kan ikke ligefrem kaldes for renere teknologi, men det kan være en nødvendighed for at lave andre renere teknologi løsninger. Aktiv kul kan f.eks. anvendes i forbindelse med rensning eller genbrug af spildevand og forurenet grundvand. Anvendes en kolonne med aktiv kul til fjernelse af chlorerede opløsningsmidler, kan vandet renses ned til under 5 mg/l for de enkelte stoffer.
