چالو کاربن کے جذب کا اصول

چالو کاربن کا تعارف

چالو کاربن ایک سیاہ پاؤڈر یا دانے دار کاربن مواد ہے۔ ایکٹیویٹڈ کاربن کی ساخت میں مائیکرو کرسٹل لائن کاربن کی بے قاعدگی کی وجہ سے، کراس-کنکشنز کے درمیان سوراخ ہوتے ہیں، اور ایکٹیویشن کے دوران کاربن کے ڈھانچے میں نقائص پیدا ہوتے ہیں، اس لیے یہ ایک قسم کا غیر محفوظ کاربن ہے جس میں بلک کثافت کم ہوتی ہے اور بڑے مخصوص سطح کے علاقے. فلٹر کا بنیادی مواد۔

چالو کاربن کی پیداوار

چالو کاربن کا بنیادی خام مال تقریباً تمام کاربن-سے بھرپور نامیاتی مواد ہو سکتا ہے، جیسے کوئلہ، لکڑی، پھلوں کا خول، ناریل کا خول، اخروٹ کا خول، خوبانی کا خول، جوجوب شیل وغیرہ۔ یہ کاربونیسیئس مواد ایکٹیویشن فرنس میں اعلی درجہ حرارت اور مخصوص دباؤ پر پائرولیسس کے ذریعے چالو کاربن۔ ایکٹیویشن کے اس عمل کے دوران، سطح کا ایک بہت بڑا رقبہ اور ایک پیچیدہ سوراخ کا ڈھانچہ آہستہ آہستہ بنتا ہے، اور ان چھیدوں کے اندر اور ان پر جذب کرنے کا عمل-کہا جاتا ہے۔ چالو کاربن میں چھیدوں کا سائز adsorbate پر ایک منتخب جذب اثر رکھتا ہے، جس کی وجہ یہ ہے کہ میکرو مالیکیولز اپنے سوراخوں سے چھوٹے چالو کاربن کے سوراخوں میں داخل نہیں ہو سکتے۔ ایکٹیویٹڈ کاربن ایک ہائیڈروفوبک جذب ہے جو کاربن پر مبنی مواد سے بنا ہے- خام مال کے طور پر، جو کاربنائز ہوتے ہیں اور اعلی درجہ حرارت پر چالو ہوتے ہیں۔ ایکٹیویٹڈ کاربن میں بڑی تعداد میں مائیکرو پورز ہوتے ہیں اور اس کی سطح کا ایک بہت بڑا رقبہ ہوتا ہے، جو مؤثر طریقے سے رنگ اور بدبو کو دور کر سکتا ہے، اور ثانوی اخراج میں زیادہ تر نامیاتی آلودگیوں اور کچھ غیر نامیاتی مادوں کو ہٹا سکتا ہے، بشمول کچھ زہریلی بھاری دھاتیں۔

چالو کاربن کا اصول

1) فلٹرنگ کا اصول

فعال کاربن فلٹر پانی میں معلق حالت میں آلودگیوں کو روکنے کا عمل ہے، اور روکا ہوا معلق مادہ فعال کاربن کے درمیان خلا کو پُر کرتا ہے۔ چالو کاربن مواد کے ذرہ کے سائز میں اضافے کے ساتھ فلٹر کی تہہ کا تاکنا سائز اور پوروسیٹی بڑھ جاتی ہے۔ یعنی، فعال کاربن کے ذرہ کا سائز جتنا موٹا ہوگا، اتنی ہی بڑی جگہ جو معلق ٹھوس کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے۔ یہ بہتر فلٹریشن کی صلاحیت، بڑھتی ہوئی گندگی کو روکنے کی صلاحیت، اور بڑھتی ہوئی گندگی کی روک تھام کے طور پر ظاہر ہوتا ہے. ایک ہی وقت میں، ایکٹیویٹڈ کاربن فلٹر پرت کے سوراخ جتنے بڑے ہوں گے، پانی میں معلق ٹھوس مواد کو ایکٹیویٹڈ کاربن فلٹر پرت کی اگلی پرت تک پہنچایا جا سکتا ہے۔ کافی حفاظتی موٹائی کی شرط کے تحت، معلق ٹھوس چیزوں کو زیادہ برقرار رکھا جا سکتا ہے، جس سے درمیانی اور نچلی فلٹر تہوں کو زیادہ موثر بنایا جا سکتا ہے۔ مداخلت کا کام اچھی طرح سے کیا جاتا ہے، اور یونٹ کی آلودگی کی روک تھام کی مقدار بڑھ جاتی ہے۔

سخت الفاظ میں، معطل شدہ سالڈز کے لیے ایکٹیویٹڈ کاربن کی برقرار رکھنے کی صلاحیت ایکٹیویٹڈ کاربن کے ذریعے فراہم کردہ سطح کے علاقے سے آتی ہے۔ جب بہاؤ کی شرح کم ہوتی ہے تو، یونٹ کی فلٹریشن کی صلاحیت بنیادی طور پر چالو کاربن کے اسکریننگ اثر سے آتی ہے، اور جب بہاؤ کی شرح تیز ہوتی ہے، تو فلٹریشن کی صلاحیت چالو کاربن کے ذرات کی سطح پر جذب اثر سے آتی ہے۔ مضبوط آسنجن.

2) جذب کا اصول

جذب کے عمل کے دوران فعال کاربن مالیکیولز اور آلودگی والے مالیکیولز کے درمیان مختلف قوتوں کے مطابق، جذب کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: جسمانی جذب اور کیمیائی جذب (جسے فعال جذب بھی کہا جاتا ہے)۔ جذب کے عمل میں، جب فعال کاربن مالیکیولز اور آلودگی پھیلانے والے مالیکیولز کے درمیان قوت وین ڈیر والز فورس (یا الیکٹرو سٹیٹک کشش) ہوتی ہے، تو اسے جسمانی جذب کہا جاتا ہے۔ جب فعال کاربن مالیکیولز اور آلودگی پھیلانے والے مالیکیولز کے درمیان قوت کیمیائی بندھن ہوتی ہے تو اسے کیمیسورپشن کہا جاتا ہے۔ . جسمانی جذب کی جذب کی طاقت بنیادی طور پر فعال کاربن کی جسمانی خصوصیات سے متعلق ہے، اور اس کا فعال کاربن کی کیمیائی خصوصیات سے بہت کم تعلق ہے۔ چونکہ وین ڈیر والز فورس کمزور ہے، اس کا آلودگی والے مالیکیولز کی ساخت پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ یہ قوت بین مالیکیولر ہم آہنگی قوت کی طرح ہے، اس لیے جسمانی جذب کا موازنہ اجتماعی رجحان سے کیا جا سکتا ہے۔ آلودگیوں کی کیمیائی خصوصیات جسمانی جذب پر غیر تبدیل شدہ رہتی ہیں۔

مضبوط کیمیکل بانڈ کی وجہ سے، یہ آلودگی پھیلانے والے مالیکیولز کی ساخت پر بہت زیادہ اثر و رسوخ رکھتا ہے، اس لیے کیمیسورپشن کو ایک کیمیائی رد عمل کے طور پر شمار کیا جا سکتا ہے، جو آلودگی اور فعال کاربن کے درمیان کیمیائی تعامل کا نتیجہ ہے۔ کیمیسورپشن میں عام طور پر الیکٹران کے جوڑے کا اشتراک یا الیکٹران کی منتقلی شامل ہوتی ہے، بجائے اس کے کہ سادہ گڑبڑ یا کمزور پولرائزیشن، اور یہ ایک ناقابل واپسی کیمیائی رد عمل ہے۔ فزیسورپشن اور کیمیسورپشن کے درمیان بنیادی فرق وہ قوت ہے جو جذب بانڈ کو تخلیق کرتی ہے۔

جذب کرنے کا عمل ایک ایسا عمل ہے جس میں آلودگی والے مالیکیولز کو ٹھوس سطح پر جذب کیا جاتا ہے، اور انووں کی آزاد توانائی کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، جذب کرنے کا عمل ایک خارجی حرارتی عمل ہے، اور جاری ہونے والی حرارت کو ٹھوس سطح پر آلودگی کی جذب حرارت کہا جاتا ہے۔ جسمانی جذب اور کیمیائی جذب کی مختلف قوتوں کی وجہ سے، وہ جذب حرارت، جذب کی شرح، جذب ایکٹیویشن توانائی، جذب درجہ حرارت، سلیکٹیوٹی، جذب کی تہہ نمبر اور جذب سپیکٹرم میں کچھ فرق ظاہر کرتے ہیں۔

چالو کاربن جذب کرنے والی ٹیکنالوجی کا استعمال چین میں کئی سالوں سے فارماسیوٹیکل، کیمیکل اور فوڈ انڈسٹریز کو صاف کرنے اور رنگین بنانے میں کیا جا رہا ہے۔ یہ 1970 کی دہائی سے صنعتی گندے پانی کے علاج کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے۔ پروڈکشن پریکٹس سے پتہ چلتا ہے کہ چالو کاربن پانی میں نامیاتی آلودگیوں کا پتہ لگانے کے لیے بہترین جذب رکھتا ہے، اور اس کا صنعتی گندے پانی جیسے کہ ٹیکسٹائل پرنٹنگ اور رنگنے، رنگنے والی کیمیکل انڈسٹری، فوڈ پروسیسنگ اور نامیاتی کیمیکل انڈسٹری پر اچھا جذب اثر ہوتا ہے۔ عام حالات میں، اس میں گندے پانی میں BOD اور COD جیسے جامع اشارے سے ظاہر ہونے والے نامیاتی مرکبات کو ہٹانے کی منفرد صلاحیت ہوتی ہے، جیسے مصنوعی رنگ، سرفیکٹینٹس، فینول، بینزینز، آرگنوکلورین، کیڑے مار ادویات اور پیٹرو کیمیکل مصنوعات۔ لہذا، فعال کاربن جذب آہستہ آہستہ صنعتی گندے پانی کے ثانوی یا ترتیری علاج کے اہم طریقوں میں سے ایک بن گیا ہے۔

جذب ایک مادے کا دوسرے کی سطح سے منسلک ہونے کا سست-عمل ہے۔ جذب ایک انٹرفیشل رجحان ہے، جس کا تعلق سطحی تناؤ اور سطحی توانائی میں ہونے والی تبدیلیوں سے ہے۔ ڈرائیونگ کی دو صلاحیتیں ہیں جو جذب کا سبب بنتی ہیں، ایک سالوینٹ پانی کو ہائیڈروفوبک مادوں کی طرف پسپا کرنا، اور دوسرا محلول کی طرف ٹھوس چیزوں کی وابستگی کی کشش ہے۔ گندے پانی کے علاج میں زیادہ تر جذب ان دو قوتوں کے مشترکہ اثر کا نتیجہ ہے۔ ایکٹیویٹڈ کاربن کی سطح کا مخصوص رقبہ اور تاکنا ڈھانچہ اس کی جذب کرنے کی صلاحیت کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ چالو کاربن کا انتخاب کرتے وقت، اس کا تعین گندے پانی کے معیار کے مطابق تجربات کے ذریعے کیا جانا چاہیے۔ گندے پانی کو پرنٹ کرنے اور رنگنے کے لیے، ترقی یافتہ ٹرانزیشن پورز کے ساتھ کاربن کی انواع کا انتخاب کیا جانا چاہیے۔ اس کے علاوہ، راکھ کے مواد کا بھی اثر ہوتا ہے۔ راکھ کا مواد جتنا چھوٹا ہوگا، جذب کرنے کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔ adsorbate مالیکیول کا سائز کاربن کے تاکنا قطر کے جتنا قریب ہوگا، جذب کرنا اتنا ہی آسان ہوگا۔ adsorbate کا ارتکاز چالو کاربن کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بھی متاثر کرتا ہے۔ ایک خاص ارتکاز کی حد کے اندر، جذب کرنے کی صلاحیت جذب کرنے کی صلاحیت میں اضافہ کے ساتھ اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، پانی کا درجہ حرارت اور پی ایچ بھی ایک کردار ادا کرتا ہے. پانی کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ جذب کرنے کی صلاحیت کم ہوگئی۔