carbone attivo: aspetti e problematiche della riattivazione - Watergas

iattivazione. Se il carbone non ha una durezza sufficiente elevata, l’attrito durante tali operazioni
possono generare polveri o granuli frantumati di piccole dimensioni che aumenterebbero le perdite.
I valori di durezza sono in funzione della natura del carbone, quelli ottenuti da gusci di cocco sono i
più duri mentre quelli ottenuti da legna o da lignite presentano bassi indici di durezza e alta
polverosità.
Nella tabella 1 vengono riportati alcune proprietà dei carboni attivi in funzione della natura, come
anticipato la porosità del carbone, il numero dei micro, meso e macropori, giocano un ruolo
fondamentale nel processo di adsorbimento. I micropori sono fondamentali per l’adsorbimento di
molecole a basso peso molecolare tipo THM, cloroformio, diclorometano etc, quindi per la loro
rimozione è buona norma utilizzare un carbone attivo di cocco; se in presenza anche di molecole a
peso molecolare maggiore tipo benzine, pesticidi etc, si può preferire un carbone attivo di origine
minerale che presenta una versatilità maggiore rispetto a quello di cocco.
I carboni da legna o lignite avendo un elevato numero di macropori vengono impiegati
principalmente per la rimozione di macromolecole, tipo coloranti, olii, prodotti farmaceutici,
zuccheri etc.
Per la rimozione di cloro, cloriti, ipoclorito è stato riscontrato che i carboni minerali presentano
delle prestazioni migliori rispetto ai carboni vegetali. In questo caso siamo in presenza di una
reazione catalitica in cui lo stadio iniziale è l’adsorbimento sulla superficie del carbone
successivamente seguita da una reazione RedOx di riduzione del cloro a cloruro, non è ben chiaro il
perché i carboni minerali siano più attivi si presume che la presenza di un maggior quantitativo di
materiale inorganico (contenuto in ceneri) possa influenzare il processo catalitico.
Sia per l’impiego negli impianti di trattamento acque (in filtri a pressione o a gravità) che in quelli
per trattamento aria man mano che l’adsorbimento di inquinanti avviene all’interno dei pori si ha
una progressiva diminuzione delle capacità adsorbitive e un profilo di disattivazione come quello
riportato nella figura 5. La zona di trasferimento di massa (mass transfer zone, MTZ) si muove
lungo il letto di carbone ad un certo punto all’uscite del filtro si comincerà a rilevare la presenza
dell’inquinante ad una concentrazione, Cu inferiore alla Co, man mano che aumentiamo i
quantitativi di fluido trattato la concentrazione si avvicinerà sempre più alla Co, quando lo
raggiungiamo il carbone attivo è totalmente esausto, cioè non è più in grado di adsorbire altro
quantitativo di inquinante, abbiamo raggiunto l’equilibrio di adsorbimento, il massimo quantitativo
di inquinante che può adsorbire il carbone attivo in determinate condizioni.
In pratica non si raggiunge quasi mai la saturazione totale in quanto spesso le concentrazioni
massime consentite dalle normative vigenti per un determinato inquinante sono di molto inferiori a
quelle in entrata.
Raggiunte o la concentrazione massima di emissione consentito dalla normative o la concentrazione
di saturazione, il carbone attivo può essere rigenerato, riattivato o smaltito, nel linguaggio comune i
termini riattivazione e rigenerazione vengono considerati sinonimi, tecnicamente non lo sono e
precisamente con il termine rigenerazione si intende quel processo di rimozione dell’inquinante dal
carbone attivo senza che si abbia la sua distruzione, al contrario la riattivazione è un processo che
avviene ad alta temperatura e si ha la totale distruzione degli inquinanti adsorbiti e il completo
ripristino della superficie del carbone. Quest’ultimo processo lo andremo a trattare più in dettaglio,
spendendo prima qualche parola sulla rigenerazione.