1. 물리적 형태
입상 활성탄(GAC):
입상활성탄 (GAC)는 일반적으로 직경이 0.2mm에서 5mm 사이인 더 크고 불규칙한 입자로 구성됩니다. 각 입자의 모양과 크기는 다양할 수 있으며 일부 입자는 조각나거나 불규칙하게 나타납니다. 이러한 더 큰 입자는 물이나 공기와 탄소 사이의 접촉 시간을 더 길게 허용하므로 GAC는 더 느린 여과가 필요한 연속 여과 공정에 이상적입니다. 또한 입자 크기가 클수록 더 큰 물리적 안정성을 제공하여 사용 중에 탄소가 부서지는 것을 방지합니다. 이는 여과 시스템의 무결성을 유지하는 데 중요합니다.
GAC의 제조 공정에는 일반적으로 탄화와 활성화라는 두 가지 주요 단계가 포함됩니다. 먼저 원료(나무, 석탄, 코코넛 껍질 등)를 고온으로 가열해 대부분의 유기 성분을 제거한 뒤 증기나 이산화탄소로 활성화해 표면적이 넓은 다공성 구조를 만든다. 생성된 입상 탄소는 이러한 특성을 유지하며 표면적이 넓어 흡착 특성이 향상되어 장기간에 걸쳐 오염 물질을 흡착하는 데 효과적입니다.
입자 크기가 크기 때문에 GAC는 도시 수처리 또는 공기 정화 시스템과 같이 더 긴 접촉 시간이 필요한 응용 분야에 가장 적합합니다. 물리적 구조로 인해 막힘에 대한 저항력이 더 강해지고 장기간 효과적으로 작동할 수 있으므로 장기 또는 연속 여과 공정에 자주 선택됩니다.
분말 활성탄(PAC):
분말 활성탄(PAC)은 일반적으로 직경이 0.1mm 미만인 훨씬 더 작고 미세한 입자로 구성됩니다. 미세입자는 GAC에 비해 표면적이 넓어 PAC가 오염물질을 빠르게 흡착할 수 있습니다. 그러나 이 작은 입자 크기는 PAC가 여과 시스템을 더 쉽게 막을 수 있음을 의미하며 일반적으로 탄소가 물이나 공기에 추가된 다음 짧은 기간 후에 제거되는 배치 공정에 사용됩니다.
PAC의 제조 공정은 탄화 및 활성화를 포함하는 GAC의 공정과 유사하지만 PAC 입자가 훨씬 미세하여 단위 부피당 표면적이 더 높습니다. 이러한 높은 표면적 덕분에 PAC는 더 짧은 시간에 더 많은 양의 오염물질을 흡착할 수 있어 오염물질의 빠른 제거가 필요한 상황에서 신속한 흡착에 이상적입니다.
PAC는 입자가 미세하기 때문에 오염 물질을 신속하게 포집하는 데 더 효과적이므로 긴급 또는 임시 여과가 필요한 경우에 유용합니다. 그러나 미세한 입자는 입자를 효과적으로 재생하거나 재사용하기 어렵기 때문에 PAC가 연속 사용이나 장기간 여과 시스템에 적합하지 않음을 의미하기도 합니다.
2. 표면적 및 흡착효율
입상 활성탄(GAC):
GAC는 상대적으로 표면적이 크지만 PAC에 비해 단위 부피당 면적은 더 낮습니다. GAC의 입자 크기가 클수록 물이나 공기와의 접촉 시간이 길어지는데, 이는 장기간에 걸쳐 오염 물질을 효율적으로 흡착하는 데 필수적입니다. GAC는 오염물질이 낮은 농도로 존재하고 효과적인 제거를 위해 탄소에 장기간 노출되어야 하는 공정에 이상적입니다.
수처리 및 공기 정화와 같은 응용 분야에서 GAC는 일반적으로 물이나 공기가 제어된 속도로 흐르는 기둥이나 층에 배치됩니다. 유체가 GAC 층을 통과함에 따라 탄소의 흡착 용량이 고갈될 때까지 오염물질이 탄소 입자 표면에 점차적으로 부착됩니다. 연장된 접촉 시간을 통해 GAC는 염소, 휘발성 유기 화합물(VOC) 및 기타 용해된 화학 물질을 포함한 광범위한 오염 물질을 제거할 수 있습니다.
GAC는 연속 여과 공정에 효율적이지만 오염 물질의 신속한 제거가 필요한 상황에서는 흡착 용량이 PAC만큼 높지 않습니다. 예를 들어, GAC는 더 큰 입자가 오염 물질과 동일한 즉각적인 접촉을 제공하지 않기 때문에 더 빠른 흡착이 필요한 작은 분자나 오염 물질을 제거하는 데 효과적이지 않을 수 있습니다.
분말 활성탄(PAC):
PAC는 GAC에 비해 단위 부피당 표면적이 훨씬 더 크며, 이는 더 짧은 시간에 오염 물질을 흡착하는 능력이 더 크다는 것을 의미합니다. 이로 인해 PAC는 폐수 처리나 오염 물질의 농도가 높아 신속한 제거가 필요한 긴급 상황과 같이 오염 물질의 빠른 제거가 필수적인 상황에서 매우 효과적입니다.
PAC의 높은 표면적 덕분에 GAC보다 훨씬 빠른 속도로 오염 물질을 흡착할 수 있으므로 배치 공정이나 오염 물질을 신속하게 제거해야 하는 상황에 이상적입니다. 예를 들어, PAC는 식수 및 폐수 처리에서 염소, 착색제 및 유기 화합물을 신속하게 제거하는 데 자주 사용됩니다. 이러한 경우 PAC는 단시간에 많은 양의 물을 처리할 수 있습니다.
PAC는 빠른 흡착 측면에서 더 효율적이지만 입자 크기가 미세하기 때문에 여과 시스템을 더 쉽게 막을 수 있습니다. 이로 인해 여과 및 재생 측면에서 문제가 발생합니다. 또한 PAC는 일반적으로 재사용되지 않기 때문에 자주 교체해야 하므로 운영 비용이 증가할 수 있습니다.
3. 응용
입상 활성탄(GAC):
GAC는 연속 여과 시스템, 특히 수처리 및 공기 정화 응용 분야에서 장기간 여과에 사용되는 경우 널리 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.
식수 처리: GAC는 유기 오염물질, 염소, 맛, 냄새 및 일부 독성 물질을 제거하기 위해 도시 수처리 공장에서 일반적으로 사용됩니다. 입자 크기가 크기 때문에 더 느리고 더 제어된 여과가 가능하며, 이는 많은 양의 물을 처리하는 데 중요합니다.
폐수 처리: GAC는 산업 폐수 처리장에서 용해된 유기 화합물, 중금속 및 기타 오염 물질을 제거하는 데 사용됩니다. 이러한 시스템에서 GAC는 일반적으로 폐수가 흐르는 고정층 또는 유동층에 배치되어 장기간에 걸쳐 효율적인 흡착을 보장합니다.
공기 정화: GAC는 산업용 배기 공기뿐만 아니라 가정용 공기 청정기에서 휘발성 유기 화합물(VOC), 냄새 및 화학 오염 물질을 제거하기 위해 공기 여과 시스템에 널리 사용됩니다. 특히 공기 중의 냄새물질과 유해가스 제거에 효과적입니다.
GAC의 주요 장점은 수명과 재생 능력으로, 효과적인 오염 물질 제거를 위해 더 긴 접촉 시간이 필요한 연속 여과 시스템에 이상적입니다. 장기간 운영과 비용 효율성이 중요한 대규모 시스템에 일반적으로 사용됩니다.
분말 활성탄(PAC):
PAC는 일반적으로 배치 공정이나 신속한 오염 물질 제거가 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.
식수 및 폐수 처리: PAC는 유기 화합물, 착색제, 염소 및 냄새를 제거하기 위해 응집제로 물이나 폐수에 첨가되는 경우가 많습니다. PAC가 물과 혼합되어 오염물질을 흡착한 후 일반적으로 침전이나 여과를 통해 제거됩니다.
식품 및 음료 산업: PAC는 식품 가공, 특히 음료 생산에서 착색제, 불순물 및 냄새를 제거하는 데 사용됩니다. 순도와 선명도를 보장하기 위해 맥주, 주스 및 청량 음료 생산에 일반적으로 사용됩니다.
산업용 가스 처리: PAC는 대기 배출에서 VOC, 가스 및 냄새를 제거하기 위해 산업용 가스 처리 응용 분야에도 사용됩니다. 이는 단시간에 많은 양의 공기를 처리해야 하는 응용 분야에 특히 유용합니다.
PAC는 미세한 입자 크기와 높은 흡착 효율로 인해 일괄 처리 또는 응급 상황에 이상적입니다. 많은 양의 오염물질을 빠르게 흡수할 수 있으나, 미세한 입자는 재생이 어렵고 자주 교체해야 하므로 지속적인 사용에는 적합하지 않습니다.
