1. Forme physique
Charbon actif granulaire (CAG) :
Charbon actif granulaire (GAC) se compose de particules plus grosses et irrégulières, dont le diamètre varie généralement de 0,2 mm à 5 mm. La forme et la taille de chaque particule peuvent varier, certaines particules semblant fragmentées ou irrégulières. Ces particules plus grosses permettent des temps de contact plus longs entre l'eau ou l'air et le charbon, ce qui rend le GAC idéal pour les processus de filtration continue où une filtration plus lente est nécessaire. La plus grande taille des particules offre également une plus grande stabilité physique, empêchant le carbone de se briser pendant l'utilisation, ce qui est crucial pour maintenir l'intégrité du système de filtration.
Le processus de fabrication du GAC comporte généralement deux étapes principales : la carbonisation et l’activation. Tout d’abord, la matière première (comme le bois, le charbon ou les coques de noix de coco) est chauffée à haute température pour éliminer la plupart des composants organiques, suivie d’une activation avec de la vapeur ou du dioxyde de carbone pour créer une structure poreuse avec une grande surface. Le carbone granulaire obtenu conserve ces caractéristiques, avec une plus grande surface qui améliore ses propriétés d'adsorption, ce qui le rend efficace pour adsorber les contaminants sur de plus longues périodes.
En raison de sa plus grande taille de particules, le GAC est mieux utilisé pour les applications nécessitant des temps de contact plus longs, telles que les systèmes municipaux de traitement de l’eau ou de purification de l’air. Sa structure physique le rend plus résistant au colmatage et lui permet de fonctionner efficacement pendant de longues périodes, c'est pourquoi il est souvent choisi pour les processus de filtration à long terme ou continus.
Charbon actif en poudre (PAC) :
Le charbon actif en poudre (PAC) est constitué de particules fines beaucoup plus petites, généralement inférieures à 0,1 mm de diamètre. Les fines particules ont une surface plus élevée que le GAC, ce qui permet au PAC d’adsorber rapidement les contaminants. Cependant, cette petite taille de particules signifie également que le CAP peut obstruer plus facilement les systèmes de filtration et est généralement utilisé dans des processus par lots où le carbone est ajouté à l'eau ou à l'air, puis éliminé après une courte période.
Le processus de fabrication du PAC est similaire à celui du GAC, impliquant la carbonisation et l’activation, mais les particules de PAC sont beaucoup plus fines, ce qui conduit à une surface par unité de volume plus élevée. Cette surface élevée donne au PAC la capacité d’adsorber une plus grande quantité de contaminants en un temps plus court, ce qui le rend idéal pour une adsorption rapide dans les situations où une élimination rapide des polluants est nécessaire.
En raison de la nature fine de ses particules, le PAC est plus efficace pour capturer rapidement les contaminants, ce qui le rend utile pour les besoins de filtration d'urgence ou temporaires. Cependant, les particules fines signifient également que le CAP ne convient pas à une utilisation continue ou à des systèmes de filtration à long terme, car les particules sont difficiles à régénérer ou à réutiliser efficacement.
2. Surface et efficacité d’adsorption
Charbon actif granulaire (CAG) :
Bien que le GAC ait une surface relativement grande, elle est inférieure par unité de volume à celle du PAC. La plus grande taille de particules du GAC permet un temps de contact plus long avec l'eau ou l'air, ce qui est essentiel pour une adsorption efficace des polluants sur des périodes prolongées. Le GAC est idéal pour les processus dans lesquels les contaminants sont présents en concentrations plus faibles et nécessitent une exposition prolongée au carbone pour une élimination efficace.
Dans des applications telles que le traitement de l'eau et la purification de l'air, le GAC est généralement placé dans une colonne ou un lit à travers lequel l'eau ou l'air circule à un débit contrôlé. Au fur et à mesure que le fluide traverse le lit de GAC, les contaminants adhèrent progressivement à la surface des particules de carbone, jusqu'à ce que la capacité d'adsorption du carbone soit épuisée. Le temps de contact prolongé permet à GAC d'éliminer un large spectre de polluants, notamment le chlore, les composés organiques volatils (COV) et d'autres produits chimiques dissous.
Bien que le GAC soit efficace pour les processus de filtration en continu, sa capacité d'adsorption n'est pas aussi élevée que le PAC dans les situations nécessitant une élimination rapide des contaminants. Par exemple, le GAC peut ne pas être aussi efficace pour éliminer les petites molécules ou les polluants qui nécessitent une adsorption plus rapide, car les particules plus grosses n'offrent pas le même contact immédiat avec les contaminants.
Charbon actif en poudre (PAC) :
Le PAC a une surface par unité de volume nettement plus élevée que le GAC, ce qui signifie qu’il a une plus grande capacité à adsorber les polluants en un temps plus court. Cela rend le PAC très efficace dans les situations où l'élimination rapide des contaminants est essentielle, comme dans le traitement des eaux usées ou dans les situations d'urgence où les contaminants sont à des concentrations élevées et doivent être éliminés rapidement.
La surface élevée du PAC lui permet d'adsorber les contaminants à un rythme beaucoup plus rapide que le GAC, ce qui le rend idéal pour les processus par lots ou les situations où les contaminants doivent être éliminés rapidement. Par exemple, le PAC est souvent utilisé pour l’élimination rapide du chlore, des colorants et des composés organiques dans le traitement de l’eau potable et des eaux usées. Dans ces cas-là, le PAC peut traiter de grands volumes d’eau en peu de temps.
Si le PAC est plus efficace en termes d’adsorption rapide, sa fine granulométrie signifie également qu’il peut obstruer plus facilement les systèmes de filtration. Cela crée des défis en termes de filtration et de régénération. De plus, comme le PAC n'est généralement pas réutilisé, il doit être remplacé fréquemment, ce qui peut augmenter les coûts opérationnels.
3. Candidatures
Charbon actif granulaire (CAG) :
Le GAC est largement utilisé dans les systèmes de filtration continue, en particulier dans les applications de traitement de l'eau et de purification de l'air, où il est utilisé pour la filtration à long terme. Les applications courantes incluent :
Traitement de l'eau potable : Le GAC est couramment utilisé dans les usines municipales de traitement de l'eau pour éliminer les contaminants organiques, le chlore, les goûts, les odeurs et certaines substances toxiques. Sa grande taille de particules permet une filtration plus lente et mieux contrôlée, ce qui est important pour traiter de grands volumes d'eau.
Traitement des eaux usées : GAC est utilisé dans les usines de traitement des eaux usées industrielles pour éliminer les composés organiques dissous, les métaux lourds et autres contaminants. Dans ces systèmes, le GAC est généralement placé dans des lits fixes ou fluidisés à travers lesquels s'écoulent les eaux usées, garantissant une adsorption efficace sur une période prolongée.
Purification de l'air : le GAC est largement utilisé dans les systèmes de filtration de l'air pour éliminer les composés organiques volatils (COV), les odeurs et les polluants chimiques de l'air évacué industriel, ainsi que dans les purificateurs d'air domestiques. Il est particulièrement efficace pour éliminer les substances odorantes et les gaz nocifs de l’air.
Le principal avantage du GAC est sa longévité et sa capacité à être régénéré, ce qui le rend idéal pour les systèmes de filtration continue où un temps de contact plus long est requis pour une élimination efficace des polluants. Il est couramment utilisé dans les systèmes à grande échelle où le fonctionnement à long terme et la rentabilité sont importants.
Charbon actif en poudre (PAC) :
Le PAC est généralement utilisé dans les processus par lots ou pour les applications nécessitant une élimination rapide des polluants. Les applications courantes incluent :
Traitement de l'eau potable et des eaux usées : Le CAP est souvent ajouté à l'eau ou aux eaux usées comme floculant pour éliminer les composés organiques, les colorants, le chlore et les odeurs. Une fois que le CAP est mélangé à l’eau et adsorbe les contaminants, il est généralement éliminé par sédimentation ou filtration.
Industrie alimentaire et des boissons : Le PAC est utilisé dans la transformation des aliments, en particulier dans la production de boissons, pour éliminer les colorants, les impuretés et les odeurs. Il est couramment utilisé dans la production de bière, de jus et de boissons gazeuses pour garantir la pureté et la clarté.
Traitement des gaz industriels : PAC est également utilisé dans les applications de traitement des gaz industriels pour éliminer les COV, les gaz et les odeurs des émissions atmosphériques. Il est particulièrement utile dans les applications où il est nécessaire de traiter de grands volumes d’air en peu de temps.
En raison de sa fine granulométrie et de sa haute efficacité d’adsorption, le PAC est idéal pour les traitements par lots ou les situations d’urgence. Il peut absorber rapidement de grandes quantités de contaminants, mais il ne convient pas à une utilisation continue car les fines particules sont difficiles à régénérer et doivent être remplacées fréquemment.
