Aktivkohleadsorption
Grundlagen
Als Grundstoff für Aktivkohle werden kohlenstoffhaltige Materialien wie Holz, Torf, Kokosnuss, Braunkohle, Steinkohle etc. verwendet. Aber auch erdölhaltige Grundstoffe wie Kunststoffabfälle können zu Aktivkohle verarbeitet werden.
Bei der Aktivierung, also der Herstellung einer Aktivkohle aus einem Grundstoff, geht es im Grunde darum, einen Teil des Kohlenstoffs unter geeigneten Bedingungen selektiv abzubauen. Durch diesen Abbau entweichen flüchtige Stoffe, und es bilden sich viele Poren, Spalten und Risse in der gewonnenen Aktivkohle. An diesen Oberflächen können sich dann die verschiedensten chemischen Elemente und Moleküle anlagern, also adsorbieren.
Es werden zwei verschiedene Herstellungsverfahren, die chemische Aktivierung und die Gasaktivierung, unterschieden. Bei der chemischen Aktivierung werden unverkohlte Rohstoffe wie z. B. Torf mit wasserentziehenden (dehydratisierenden) Mittel wie z. B. Phosphorsäure vermischt und anschließend bei 400 – 600 °C aktiviert. Die dadurch entstehenden, meist grobporigen Aktivkohlen finden häufig in der Industrie Verwendung. Wegen möglicher Rückstände wird sie in der Wasseraufbetreitung in der Regel nicht eingesetzt.
Bei der Gasaktivierung werden bereits verkohlte Rohstoffe (Holzkohle, Steinkohle etc.) verwendet, die mit Wasserdampf und Kohlendioxid bei 700 – 1000 °C oxidativ aktiviert werden. Durch die Teiloxidation besonders des nicht-kristallinen Kohlenstoffs erhält die Aktivkohle ihre sehr poröse Struktur und enorm große innere Oberfläche. Teerartige Produkte, die vor der Aktivierung die Poren „verstopfen“, werden durch die Aktivierung ausgetrieben. Zurück bleibt ein weitestgehend freigelegtes Kohlenstoffgerüst mit eben jener enormen Oberfläche.
Anwendungen
ROWAcarbon+ ist unsere besondere Aktivkohle für den Bereich Aquaristik. Eine extrudierte, in Pellets vorliegende Aktivkohle aus dem Hause ROWA. Hergestellt aus Steinkohle. Wasserdampfaktiviert. Made in Germany.
Die ausgewogene Porenstruktur mit einer BET-Oberfläche von 1000 m2/g zeichnet sich durch eine sehr hohe mechanische Stabilität und sehr gute Härteeigenschaften aus. Ein geringer Abrieb ist uns ebenso wichtig wie eine geringe Phosphatabgabe und ein hohes Adsorptionsvermögen auch für Stoffe in geringen Konzentrationen.
ROWAcarbon+ liefert Ihnen nicht nur kristallklares Wasser, entfernt Medikamentenrückstande und Reste von Ozon; sie schützt Sie nachweislich auch vor Nesselgiften (Tartaglione et al, 2016, An aquarium hobbyist poisoning: Identification of new palytoxins in Palythoa cf. toxica and complete detoxification of the aquarium water by activated carbon. Toxicon 121. 41-50.)
Bei Umkehrosmoseanlagen (RO-Anlagen) finden Aktivkohlevorfilter in extrudierter (Kombifilter KF10) oder gesinterter Form (Kombifilter KF10-S) ebenfalls häufig Verwendung. Hier geht es in erster Linie um die Entfernung von Chlorrückständen aus dem Trinkwasser. Natürlich werden aber auch kleinere Partikel, organische Geruchs- und Geschmacksstoffe, Pflanzenschutzmittel, Medikamentenrückstände etc. von diesen AK-Vorfiltern aus dem Rohwasser entfernt und entlasten somit die nachgeschaltete Umkehrosmosemembran. Bei Verwendung eines Sedimentvorfilters (z. B. Feinfilter SF10) erfolgt lediglich eine Partikelfiltration.
Unsere Kollegen der WEIL Wasseraufbereitung GmbH verwenden Aktivkohlevorfilter für ihre industriellen RO-Anlagen. Auch für die der größeren Zoofachgeschäfte. Unser ROWAcarbon+ setzen sie außerdem in diversen kleinen Hausinstallationen zur Trinkwasseraufbereitung ein.
Bei Trinkwasser RO-Anlagen mit Speicherbehälter (Membrandruckbehälter) wird häufig ein Aktivkohle-Nachfilter benutzt, um das Wasser geschmacklich zu neutralisieren. Bei Trinkwasseranlagen der neusten Generation wird bewusst auf einen Speicherbehälter verzichtet. Die Durchflussraten sind so hoch, dass das Wasser stets frisch gezapft werden kann.
Unsere Schwesterfirma Harbauer GmbH setzt Tonnen von Aktivkohle in vielen Sanierungsprojekten ein. Natürlich umweltschonend, denn die dort verwendete Aktivkohle kann häufig reaktiviert und wiederverwendet werden.
Die Anwendungsgebiete für Aktivkohle sind insgesamt sehr vielfältig und beschränken sich nicht nur auf Wasserfiltration, Abluftreinigung und andere Bereiche der chemischen Industrie. Sie findet u. a. auch in der Lebensmittelindustrie als Farbstoff E153 (Pflanzenkohle) Verwendung und wird z. B. in Fruchtsäften, Gelees, Marmeladen, Süßwaren, Zahnpasta und als schwarzer Wachsüberzug bei Käse genutzt. Und manch ein Turnschuh müffelt dank Einlagen aus Aktivkohle deutlich weniger.