بصفته مادةً ماصةً ذات أداءٍ ممتاز، يتميّز الكربون المنشط بخصائص هيكلية فريدة لسطح الامتصاص وبخواص كيميائية سطحية متميزة، مما يمكّنه من إظهار قدرة امتزاز قوية تجاه الملوثات العضوية الذائبة في المياه، مثل مركبات البنزين، ومركبات الفينول، ومركبات السيانيد، والبترول ومشتقاته. علاوةً على ذلك، يُظهر كفاءةً عاليةً في الإزالة حتى بالنسبة للملوثات العضوية التي يصعب التخلص منها بالطرق البيولوجية أو غيرها من الطرق الكيميائية—مثل اللون، والروائح الكريهة، والمواد الشبيهة بمادة الميثيلين الأزرق، ومبيدات الأعشاب، ومبيدات الحشرات، والمبيدات الزراعية، والمنظفات الصناعية، والأصباغ الاصطناعية، ومركبات الأمين، والعديد من المركبات العضوية المصنّعة صناعياً.

　　تُطبَّق عملية معالجة مياه الصرف المحتوية على الكربون النشط بشكل رئيسي في مجالين:

　　1) الواجهة الأمامية لمعالجة مياه الصرف:

　　يمتص الكربون المنشط المواد العضوية ذات الجزيئات الكبيرة من مياه الصرف، مما يرفع نسبة B/C في هذه المياه ويعزّز نشاطها الحيوي الكيميائي، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تقليل العبء التشغيلي على النظام الحيوي الكيميائي. وفي الوقت نفسه، يُحدِث انخفاضاً ملحوظاً في إنتاج الحمأة الزائدة. كما يُظهر الكربون المنشط انتقائيةً عاليةً في الامتزاز بالنسبة للمضادات الحيوية غير القابلة للتحلل البيولوجي والمركبات السامة الموجودة في مياه الصرف؛ وبعد معالجتها بالكربون المنشط، تلبّي هذه المياه متطلبات المعالجة الحيويّة الكيميائية اللاحقة.

　　2) معالجة مياه الصرف الصحي في المراحل اللاحقة:

　　★ ترقية وتحديث مياه الصرف الصحي

　　تُعاني عمليات معالجة مياه الصرف التقليدية—مثل الطرق البيوكيميائية، وطرق الأكسدة، والطرق المدمجة التي تجمع بين الأكسدة والمعالجة البيوكيميائية—جميعها من ضعف عمق المعالجة وضعف مقاومتها للصدمات. أما امتزاز الكربون النشط فيتيح لمياه الصرف المعالَجة أن تحقق معيار المياه السطحية من الفئة الرابعة بالنسبة لقيمة قدرة استهلاك الأكسجين الكيميائي (COD)، أو حتى يتجاوز هذا المعيار، بحيث لا تزيد قيمة COD عن 30 جزءًا في المليون، كما يُظهر مقاومةً قويةً للتقلبات.

　 　★صفر تصريف لمياه الصرف الصحي

　　تخضع مياه الصرف الصحي، قبل دخولها إلى مجموعة الأغشية، لعملية امتزاز بالكربون النشط بهدف خفض قيمة قدرة استهلاك الأكسجين الكيميائي واللونية، مما يسهم في إطالة عمر التشغيل لمجموعة الأغشية.

　　يتم بعد المعالجة بالغشاء الامتصاص الإضافي والإزالة للـ COD في المحلول الملحي المركز بواسطة الكربون النشط، مما يقلل من كمية الأملاح الشائبة ويحسّن جودة الملح.

　　مزايا تشغيل العملية

　　نظام النقل المكثف الهيدروليكي بالكربون المنشط

　　يتميز الكربون المنشط بانخفاض معدل التآكل والاستهلاك، مما يضمن السيطرة على معدل التآكل أثناء عملية التجديد ضمن نطاق يتراوح بين 4% و8%.

　　يتميز الكربون المنشط بكفاءة نقل عالية (نسبة عالية من المواد الصلبة إلى السائلة)؛

　　خطر العطل الميكانيكي منخفض.

　　عملية معالجة مياه الصرف الصحي بالكربون المنشط:

　　الميزات التقنية

　　من خلال التحكم الآلي في متغيرات مثل زمن الامتزاز ومعدل التدفق والتوزيع والاضطراب ومستوى طبقة الكربون ومستوى السائل، يتدفق مياه الصرف الصحي عبر برج امتزاز ذو سرير م-fluidized نابض ذي بنية محددة.

　　يمكن التحكم بدقة في جودة المخلفات السائلة لتلبية المتطلبات المحددة؛ كما أن جودة المياه في المخلفات السائلة مستقرة ويمكنها الامتثال لمعيار تصريف مادة الكربون العضوي الكلي بحيث لا يتجاوز 30 ملليغرامًا لكل لتر.

　　يتدفّق سائل التغذية المراد معالجته صعودًا عبر سرير الكربون النشط، حيث يتكوّن تدرّج ثابت في التركيز من الأسفل نحو الأعلى.

　　يُصرَفُ أوسخُ الكربون المنشط محليًا، مما يسمح بتقليل كمية الكربون المنشط المستخدم إلى الحد الأدنى. ويظل السرير في حالة تشغيل ثابتة تشبه «الكربون الجديد»، مما يضمن كفاءة عالية في الامتزاز.

　　بصمة صغيرة واستثمار أقل في المعدات // تخطيط مدمج، امتزاز بالسرير الم-fluidized—استثمار أولي منخفض؛

　　تشغيل بسيط وتكاليف تشغيل منخفضة // يمكن تشغيله دون مراقبة، حيث لا يتطلب سوى إعادة تنشيط «الكربون المشبع»، مما يؤدي إلى تكاليف معالجة منخفضة نسبيًا لكل طن من المياه.

　　تتميز بكفاءة عالية في إزالة الملوثات العضوية الذائبة شديدة الصعوبة في التحلل الموجودة في مياه الصرف، مما يجعلها الخيار الأمثل لعمليات المعالجة المتقدمة للمخلفات الحيوية.

　　مزايا تشغيل العملية

　　■ تكلفة إعادة التوليد منخفضة؛

　　■ فقدان ضئيل للكربون النشط أثناء عملية التجديد؛

　　■ لا تنخفض سعة الامتزاز للكربون المنشط بشكل ملحوظ بعد إعادة التنشيط؛

　　■ الغاز الذيلي الناتج خلال عملية التجديد ضئيل، والتلوث الثانوي منخفض.

　　وفر الطاقة

　　■ استهلاك منخفض للوقود؛

　　■ استعادة الحرارة المهدرة وتقنية فريدة للتجفيف المسبق بهدف توفير الطاقة وزيادة الإنتاج؛

　　■ استهلاك وقود إعادة تنشيط الكربون النشط في CTMHF: 120–150 نانومتر مكعب (غاز طبيعي مسال)/طن من الكربون؛

　　■ استهلاك الوقود في حجرة ما بعد الاحتراق: 150 نانومتر مكعب (غاز طبيعي مسال)/طن من الفحم، عند درجة حرارة 850℃.

　　إرشادات إعادة تنشيط الكربون النشط

　　① التجفيف

　　100 ℃ إلى 250 ℃. تتبخر الرطوبة داخل الكربون المنشط ويجفّ.

　　② التحلل الحراري

　　من 250 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية. تتبخر المكوّنات المتطايرة الموجودة في المواد العضوية الممتَصَّة داخل المسام الدقيقة للفحم النشط وتتحوّل إلى كربون.

　　③ التنشيط

　　من 700 إلى 900 درجة مئوية. يُدخَل البخار لإزالة المواد المُكَرْبَنَة من المسام الدقيقة للكربون النشط أثناء التحلل الحراري، مما يؤدي إلى استعادة نشاط الكربون النشط.

　　صيغة تفاعل التنشيط:

　　سي + أو ₂ →كو ₂ ↑

　　سي + إتش ₂ O → CO↑ + H ₂ ↑

　　سي + كو ₂ → 2CO↑