WĘGIEL AKTYWNY I JEGO REGENERACJA
Węgiel aktywny jest adsorbentem, którego prapoczątki zastosowania wiążą się z medycyną. Hipokrates i jego uczniowie zalecali zasypywanie węglem drzewnym ran w celu usuwania ich przykrego zapachu. Tajemnica działania i niemal cudowne właściwości węgiel aktywny zawdzięcza swej porowatej budowie. W procesie produkcji w surowcu bazowym wytwarzane są rozgałęzione kanały - pory. W zależności od ich wielkości mówimy o makro- (>50 nm), mezo- (2-50 nm) lub mikroporach (<2 nm). Taka konstrukcja zapewnia silne rozwinięcie powierzchni właściwej materiału - 1 gram węgla może skrywać nawet 2000 m2 powierzchni.
W 1771 roku szwedzki badacz Scheele odkrył zjawisko adsorpcji. Polega ono na "przytwierdzaniu" się cząsteczek do powierzchni materiału - sorbentu. Dzięki tak silnie rozwiniętej powierzchni węgiel aktywny jest znakomitym sorbentem - potrafi pochłonąć substancje w ilości blisko 20% własnej masy. Istnieją dwa podstawowe mechanizmy "przytwierdzania" się cząsteczek, tzn. chemiczny i fizyczny. Jeśli pochłaniana cząsteczka reaguje chemicznie z powierzchnią materiału, mówimy o chemisorpcji.
Jest to bardzo trwały sposób uwięzienia zanieczyszczenia, którego praktycznie nie można już uwolnić. Fizyczne przytwierdzenie cząstki (np. przez tzw. siły van der Waalsa) z reguły nie jest tak mocne. To właśnie ten drugi mechanizm jest dla nas najistotniejszy. Dzięki temu zjawisku węgiel aktywny jest niezwykle skuteczny w usuwaniu rozpuszczonych substancji o dużych cząsteczkach - a więc np. związków organicznych będących produktami metabolizmu ryb, ale także leków czy innych preparatów chemicznych stosowanych w zbiornikach. W pewnym stopniu wychwytywane są również wirusy.
W celu przywrócenia utraconych własności adsorpcyjnych węgli aktywnych poddaje się je regeneracji. Regeneracja odbywa się w w wysokiej, przekraczającej 1000 K temperaturze w specjalnych piecach aktywacyjnych. W procesie termicznym usuwane są zanieczyszczenia, które zostały zaadsorbowane przez węgiel w procesie filtracji.
