Fundamentos de la Adsorción con Carbón Activo: Tipos (PAC y GAC) y Factores Clave

Factores que influyen en la capacidad de adsorción con carbón activo

Propiedades relacionadas con el carbón activo

• Área superficial: La capacidad de adsorción es proporcional al área superficial específica.
• Proporción y tamaño de los poros: Cuanto más finamente dividido y más porosos sean los adsorbentes, mayor será el rendimiento por unidad de peso de adsorbente. El tamaño adecuado es 1-5 veces el diámetro de la molécula a retener.

Características de los contaminantes

Se adsorben mejor los contaminantes con mayor peso molecular, ramificados, apolares, compuestos aromáticos o en cuya composición haya átomos de halógenos.

• Solubilidad del contaminante: Una alta solubilidad implica que los enlaces soluto-disolvente son más fuertes que las fuerzas de atracción entre el soluto y el adsorbente.

pH

La adsorción es mayor en condiciones neutras y se incrementa con la reducción del pH.

Temperatura del fluido

La temperatura incrementa el grado de difusión del contaminante desde la fase líquida hacia los centros de adsorción, lo que eventualmente conduce a un mayor rendimiento.

Tipos de carbón activo

Carbón activo en polvo (PAC)

Tamaño de partículas: 1 – 150 μm. Se aplica inyectado de forma continua en agua con reactivos de floculación, se introduce en los flóculos y se extrae del agua con ellos, normalmente a través de decantadores.

Ventajas del PAC

• 2-3 veces más barato que el GAC (Granular Activated Carbon).
• Puede dosificarse en exceso en caso de picos de contaminación.
• Menor coste de inversión.
• Cinética de adsorción rápida debido a que su superficie es fácilmente accesible.
• Favorece la decantación al espesar el flóculo.

Inconvenientes del PAC

• No puede regenerarse si se utiliza junto con reactivos de coagulación.
• Es difícil eliminar las trazas de impurezas si no se añade exceso de carbón activo.

Carbón activo granular (GAC)

Tamaño de partículas: 0,5 – 4 mm. Se utiliza en forma de lecho filtrante atravesado por el agua a tratar. Es necesario disponer de un sistema de lavado a contracorriente para la limpieza de la superficie. El agua que atraviesa el filtro encuentra fracciones de carbón activo cada vez menos saturadas y, por tanto, más activas.

Ventajas del GAC

• Más efectivo.
• Posibilidad de regeneración del carbón.

Inconvenientes del GAC

• Necesidad de un tratamiento previo para reducir la carga orgánica y eliminar los SS (Sólidos Suspendidos) que pueden interferir en la adsorción.
• Se requieren varias columnas para que el sistema opere de forma continua.