Cách làm than hoạt tính trong sinh hoạt

Đăng lúc 11:07, 29/01/2013
Than hoạt tính (Activated Carbon) - Là loại than được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu như tro của vỏ lạc (đậu phộng), gáo dừa hoặc than đá. Than hoạt tính là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Vì thế, diện tích tiếp xúc bề mặt của nó rất rộng để hấp thụ tạp chất. Than hoạt tính được ứng dụng rộng rãi: trong y tế (Carbo medicinalis – than dược), nó được để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn.

Trong công nghiệp hóa học, nó được dùng làm chất xúc tác và chất tải cho các chất xúc tác khác, hoặc để lọc không khí, lọc nước …vv. Nhu cầu về than hoạt tính trên thị trường thế giới là rất lớn, trong khi đó, than hoạt tính sản xuất từ gáo dừa  hầu hết do các quốc gia thành viên của Hiệp hội Dừa châu Á Thái Bình Dương (APCC cung cấp), chủ yếu là các nước như Philippines, Indonesia, Sri Lanka, Malaysia, Thái Lan, Ấn Độ và Việt Nam. Đây là một nghành sản xuất, kinh doanh đem lại nhiều lợi nhuận cho nhà đầu tư và mang lại một nguồn thu đáng kể cho bà con nông dân tỉnh Bến Tre. THCN kỳ này xin giới thiệu về mô hình sản xuất than hoạt tính từ phụ phẩm gáo dừa của bà con nông dân tỉnh Bến Tre.

Than hoạt tính rất có ích, giúp khử mùi, khử khói, lọc chất độc...Ở Việt Nam than hoạt tính được sản xuất nhiều ở Bến Tre bạn biết vì sao không, vì than hoạt tính chính là than có được khi đốt gáo dừa (gáo dừa là bộ phận vỏ cứng của quả dừa ấy)

Phương pháp tạo ra than hoạt tính rẻ nhất là dùng vỏ dừa phần cứng rồi đốt cháy trong điều kiện ko có oxi về nguyên liệu chủ yếu là ở vùng trồng nhiều dừa như các tỉnh miền tây nam bộ
công dụng: dung để khử độc dùng trong các phương pháp lọc, khử độc trong các nhà máy nước, hóa chất...
loại than hoạt tính này hoàn toàn ko gây độc hại tới môi trường và sức khỏe con người va chi phí sản xuất rẻ tiền nguồn nguyên liệu rồi rào. 

Than hoạt tính – là một chất gồm chủ yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình (bột), một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit (ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát). Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn, nếu tính ra đơn vị khối lượng thì là từ 500 đến 2500 m2/g (lấy một ví dụ cụ thể để so sánh thì: một sân quần vợt có diện tích rộng khoảng chừng 260 m2), do vậy mà nó là một chất lý tưởng dùng để lọc hút nhiều loại hóa chất.

Bề mặt riêng rất lớn của than hoạt tính là hệ quả của cấu trúc xơ rỗng mà chủ yếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ xuất xứ, qua quá trình chưng khô (sấy) ở nhiệt độ cao, trong điều kiện thiếu khí. Phần lớn các vết rỗng - nứt vi mạch, đều có tính hấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh chuyển tải (kẽ nối). Than hoạt tính thường được tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro hoặc các hóa chất tráng mặt), để lưu giữ lại được những thuộc tính lọc hút, để có thể thấm hút được các thành phần đặc biệt như kim loại nặng.

Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính là: nó là chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó), giá thành sản xuất rẻ (được tạo từ gỗ thành than hoạt tính và từ nhiều phế chất hữu cơ khác, ví dụ: từ vỏ, xơ dừa), và đồng thời cũng xử lý chất thải rất dễ sau khi đã dùng (bằng cách đốt). Nếu như các chất đã được lọc là những kim loại nặng thì việc thu hồi lại, từ tro đốt, cũng rất dễ.


Ứng dụng của than hoạt tính:

* trong y tế (Carbo medicinalis – than dược): để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn,
* trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác và chất tải cho các chất xúc tác khác,
* trong kỹ thuật thì làm một thành phần của cái lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, cũng như trong tủ mát và máy điều hòa nhiệt độ),
* trong xử lý nước (hoặc lọc nước trong gia đình): để tẩy các chất bẩn vi lượng.
* Tác dụng cực tốt trong phòng tránh tác hại của Tia đất

Hiện nay, tình trạng thiếu nước sinh hoạt ngày càng trở nên trầm trọng. Nhiều địa phương, người dân phải sử dụng cả nước ao hồ, sông suối và nước nhiễm bẩn về dùng. Nhằm góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng, phòng chống bệnh tật, Courant Vietnam xin hướng dẫn kỹ thuật xây dựng bể lọc nước đơn giản với nguyên liệu chính là Than hoạt tính. Đây là dạng bể lọc đơn giản mà mỗi gia đình đều có thể tự làm được với chi phí bỏ ra chỉ từ vài trăm ngàn đồng.

Cấu trúc bể lọc nước được thể hiện chi tiết tại hình dưới:

 

Tùy theo điều kiện thực tế ở từng gia đình, có thể xây dựng bể lớn, nhỏ khác nhau. Chỉ cần lắp đặt đúng theo sơ đồ chỉ dẫn là bạn đã có được một nguồn nước sinh hoạt trong lành, tinh khiết.

Từ nguồn nước muốn lọc, bạn cho nước đi qua vòi sen để tạo mưa (hạt nhỏ – khỏi làm sói mòn lớp cát trên cùng). Qua lớp cát trên cùng, nước đã được lọc sơ các loại bụi bẩn, sinh vật, phèn. Nước sẽ thấm qua lớp than hoạt tính. Lớp than hoạt tính này có tác dụng hấp phụ các chất độc hại, các loại vi sinh vật nguy hiểm và trung hòa các khoáng chất khó hoàn tan trong nước. Qua lớp than hoạt tính, nước tiếp tục thấm qua lớp cát lớn, lớp sỏi nhỏ và lớp sỏi lớn nhất để đi ra bể chứa nước sạch.

Theo kinh nghiệm của chúng tôi, các bạn nên sử dụng ống nước bằng nhựa, có khoan lỗ đường kính khoảng 5 li (0,5 cm) dọc thân ống, còn đầu ống phía trong được bịt lại. Như vậy, nước sẽ thấm qua các lỗ nhỏ rải đều trên ống chứ không chảy trực tiếp vào đầu ống. Điều này sẽ tránh ống bị nghẹt và lượng nước vào ống đều hơn.

Ngoài ra, một điều các bạn cần chú ý là tất cả vật liệu cho vào bể nước (ngoại trừ than hoạt tính) như cát, sỏi,… đều nên được rửa sạch trước.

Tùy theo điều kiện thực tế và tình trạng nguồn nước, cứ 3-6 tháng, các bạn phải lọc bỏ lớp phèn đóng trên bề mặt lớp cát trên cùng bằng cách: khuấy đều lớp nước mặt (để nước khoảng 2-3 cm), rồi mở van xả phèn phía trên. Tất cả lớp phèn đọng sẽ bị trôi ra ngoài, làm lại một hai lần để nước sạch hoàn toàn. Ngoài ra, nếu tình trạng nước nhiễm bẩn, nhiễm phèn quá nặng, các bạn nên thay lớp cát trên cùng sau vài tháng sử dụng. Lưu ý: khi thay cát, nhớ nạo từ từ, đừng để ảnh hướng đến lớp than hoạt tính phía dưới (vì nó còn được sử dụng lâu dài). Sau 9 tháng đến 1 năm, bạn nên thay toàn bộ cát và than hoạt tính. 

Sản xuất và ứng dụng than hoạt tính từ bã mía

Hàng năm ngành sản xuất đường ở Mỹ thải ra 8,6 triệu tấn bã mía mà hầu hết được đốt để sản xuất hơi nước, phần còn lại bị thải bỏ hoặc sử dụng làm các sản phẩm giá trị thấp. Than hoạt tính dạng hạt (GAC) từ bã mía có nhiều lợi thế so với than xương hoặc than hoạt tính từ than bitum là những loại vẫn được dùng làm chất khử màu cho đường và ở các quy trình sản xuất khác.

Người ta hiện đang tiến hành nghiên cứu và đánh giá khả năng tẩy đường của GAC từ bã mía so với các loại than hoạt tính khác đang được bán trên thị trường.

Hiện nay người ta đang nghiên cứu chế bã mía thành than hoạt tính dạng hạt (GAC) dùng cho nhiều mục đích, như tẩy màu đường mía thô hoặc khử các chất ô nhiễm hữu cơ và ion kim loại trong nước thải.

Ngành tinh luyện mía đường Mỹ sử dụng một lượng lớn than xương và GAC từ than bitum để sản xuất ra l6.000 tấn đường tinh mỗi ngày. Cả hai chất hấp phụ này đều tẩy màu đường thô có hiệu quả nhưng than xương (là sản phẩm từ xương trâu bò) phải nhập khẩu, lại bị tác động do sự bất ổn của thị trường quốc tế và than bitum tuy có trong nước Mỹ nhưng nguồn cung cấp bị hạn chế.

Chi phí cho sản xuất than xương và GAC từ than đá khoảng 1,21 USD và 4,41 USD/kg. GAC nguồn gốc bã mía có thể dùng làm chất tẩy màu cho đường thay cho các chất tẩy màu đang có bán trên thị trường. Giá bán của loại than này cũng thấp hơn so với than xương và than hoạt tính có nguồn gốc từ than đá vì chi phí sản xuất thấp hơn.

Bã mía - sản phẩm phụ ở các nhà máy đường - trong trạng thái tự nhiên là chất hấp phụ yếu các hợp chất hữu cơ (như màu của đường) hay các ion kim loại. Một phương pháp thường được ứng dụng để làm tăng đáng kể khả năng hấp phụ của bã mía là xử lý bề mặt vật liệu này. Quá trình xử lý được thực hiện một cách hiệu quả nhất nhờ biến bã mía thành than hoạt tính. Quá trình cacbon hóa xảy ra đồng thời với việc bã mía bị biến tính hóa - lý ở nhiệt độ cao trong bầu không khí không oxy hóa. Than hoạt tính dạng hạt được tạo ra nhờ phối trộn bã mía và các chất kết dính khác nhau ở nhiệt độ cao hoặc đem nhiệt phân. Than được hoạt hóa trong môi trường CO2 hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao.

Bã mía phải được nghiền nhỏ, trộn với chất kết dính, ép thành bánh hoặc viên nhỏ để có tỷ trọng khoảng 1,2g/cm3; rồi đem nhiệt phân, hoạt hóa và nếu cần thiết là oxy hóa.

Sự có mặt của các chất kết dính khác nhau trong GAC từ bã mía đã ảnh hưởng tới tính chất hóa - lý của nó. Nói chung, than hoạt tính từ bã mía dùng chất kết dính là mật mía thì không thích hợp đối với quá trình tẩy màu do:

- Bị tiêu hao nhiều

- Còn chứa hàm lượng tro cao.

- Độ kiềm sẽ tác động đến quá trình chuyển đường mía (sucroza) thành đường glucoza và fructoza.

Để khắc phục nhược điểm này, than hoạt tính từ bã mía sẽ được trộn với chất kết dính là siro ngô, nhờ đó khả năng tẩy màu cho dịch, đường cũng được cải thiện. Sản phẩm nàv đang được thử nghiệm để sử dụng thay thế loại than hoạt tính vẫn dùng làm chất tẩy màu cho đường thô hiện nay.

Ngoài vấn đề sử dụng than hoạt tính làm chất tẩy màu đường thô, người ta còn đang tiếp tục mở rộng ứng dụng sang lĩnh vực khử các hợp chất hữu cơ trọng lượng phân tử thấp và ion kim loại có trong nước thải công nghiệp và đô thị. Để nghiên cứu thử nghiệm người ta đã sử dụng than dạng viên tròn, chứ không phải loại than đóng bánh. Các kết quả thí nghiệm cho thấy so với các loại than hoạt tính thông thường, than hoạt tính từ bã mía hấp phụ ion đồng tốt hơn nhưng lại hấp phụ các chất hữu cơ kém hơn. Như vậy khả năng sử dụng than hoạt tính sản xuất từ bã mía để tẩy màu đường thô là rất có triển vọng. Đối với nước Mỹ tiềm năng tiêu thụ sản phẩm này rất lớn.