THAN HOẠT TÍNH VÀ TÁC DỤNG KHỬ MÙI

Hiện nay, công nghệ khử mùi bằng than hoạt tính hấp phụ được ứng dụng rộng rãi trong các công trình nhà máy xử lý nước thải do hiệu suất hấp phụ cao. Mặc dù than hoạt tính là một thuật ngữ đơn giản, nhưng nó hiện có nhiều chức năng khác nhau tùy thuộc vào mục đích và phạm vi ứng dụng đang được mở rộng bằng cách kết hợp nó với các phương pháp khử mùi khác. Mặt khác, chất khử mùi và khử mùi còn được sử dụng rộng rãi như một công nghệ xử lý mùi hôi lan tỏa trên không gian rộng hoặc diện tích rộng bằng cách lựa chọn và phối trộn các chất khử mùi và khử mùi một cách hợp lý.

Tổng quan về khử mùi bằng than hoạt tính

Phương pháp hấp phụ được sử dụng trong hóa học công nghiệp để tách khí, tinh chế, thu hồi và nó được ứng dụng như một công nghệ cho thiết bị giảm bớt mùi hôi. Các chất khử mùi kiểu hấp phụ và khử mùi bằng cách đưa chúng qua một thiết bị chứa đầy chất hấp phụ, điển hình là than hoạt tính. Đó là một phương pháp đơn giản và đã được sử dụng rộng rãi như một vật liệu khử mùi điển hình trong một thời gian dài.

Nguyên tắc và tác dụng khử mùi

Nguyên tắc khử mùi chủ yếu được phân thành ba loại: dựa trên các phản ứng hóa học, tác dụng đối kháng và tác dụng che đậy.

a. Phản ứng hóa học (tác dụng hấp thụ)

Các chất có mùi và một số thành phần của chất khử mùi trải qua các phản ứng hóa học, chuyển thành các chất không mùi (hoặc ít hơn), ví dụ điển hình, một phần phản ứng khử mùi bởi một chất giống betaine (R₃N-CH₂COO-), là thành phần tự nhiên có nguồn gốc từ động vật và thực vật.

b. Tác dụng đối kháng (hiệu ứng trung hòa, điều chế)

Khi chất tạo mùi và chất khử mùi (chẳng hạn như phytoncide) cùng tồn tại ở một tỷ lệ nhất định, chúng sẽ tương tác với nhau và mùi hỗn hợp trở thành mùi giảm.
Nó cũng có tác dụng ức chế sự sống.

c. Hiệu ứng che giấu

Bởi vì than hoạt tính có hiệu suất hấp phụ rất cao, nên nó hiện đang được sử dụng ở những nơi công cộng bao gồm nhà máy xử lý nước thải hoặc nhà máy sản xuất.

Nguyên lý khử mùi của than hoạt tính

Sở dĩ than hoạt tính có thể khử mùi là do các phân tử mùi bị hút và hấp phụ trên bề mặt của than hoạt tính.

Trên bề mặt than hoạt tính, các lỗ xốp có đường kính từ 10 đến 200 Å (10 Å = 1 nm), được gọi là các vi lỗ than hoạt tính, được sắp xếp thành mạng lưới. Ngoài ra, các lỗ siêu nhỏ này được phân nhánh bên trong và có diện tích phức tạp giống như hang động.

Do đó, các bức tường của micropores có diện tích bề mặt rất lớn 500-2500m² mỗi gram than hoạt tính. Bằng cách cho không khí chứa mùi đi qua than hoạt tính, các phân tử mùi được hấp phụ trên bề mặt của các vi hạt than hoạt tính.

Chức năng than hoạt tính trong xử lý mùi

Vỏ dừa dạng hạt, than đá và than hoạt tính dạng than củi thường được sử dụng cho các thiết bị khử mùi. Mùi thực sự được tạo ra có chứa các thành phần khác nhau và trong nhiều trường hợp, sự hấp phụ vật lý của than hoạt tính không hoạt động hiệu quả. Hiện nay, than hoạt tính chức năng, có chức năng phản ứng hóa học được thêm vào than hoạt tính, được sử dụng để khử mùi xử lý nước thải.

Bảng 1. Các loại than hoạt tính dùng để xử lý mùi, các ngành và ứng dụng.

Loại than hoạt tính	Hình dạng	Nguyên liệu thô	Lĩnh vực	Ứng dụng
Dạng bột	Bột	Mùn cưa, dăm gỗ, than củi,…	Xử lý nước thải, đốt rác, khử nhiễm đất.	Loại bỏ dioxin trong khí đốt, khử mùi đất ô nhiễm.
Dạng hạt	Hạt nghiền, hình trụ	Than củi, gáo dừa, than bitum, than anthracit, nhựa phenolic,…	Thoát nước, xử lý chất thải, lò đốt, khí thải nhà máy, dung môi hữu cơ,… áp dụng cho hầu hết các ngành công nghiệp.	Thiết bị khử mùi có thể thay thế, thiết bị thu hồi dung môi (nhiệt/áp suất).
Dạng sợi	Nhiều sơ	Nhựa acrylic, nhựa phenolic, carbon hóa sợi.	Dung môi hữu cơ, xử lý mùi trong nhà.	Thiệt bị thu hồi dung môi (nhiệt/áp suất), bộ lọc khô.
Than bánh	Tổ ong, đĩa	Gáo dừa, than rayon, acrylic,…	Dung môi hữu cơ, xử lý mùi trong nhà.	Máy lọc không khí, bệnh viện…

Bảng 2. Các loại than hoạt tính chức năng khác nhau.

Tên than hoạt tính	Hóa chất ngâm tẩm	Chức năng	Thành phần mùi hấp phụ	Phản ứng hóa học
Cho khí acid	Xút ăn da, carbonate, kali iodua	Chất trung hòa, xúc tác khử lưu huỳnh	Hydro sulfide, metyl mercaptan, v.v.	H₂S＋NaOH → NaSH＋H₂O H₂S＋1/2O₂ (xúc tác) → S＋H2O H₂S＋2O₂ (xúc tác) → H₂SO₄
Cho khí cơ bản	Acid sulfuric, acid phosphoric	Trung hòa	Amoniac, trimethylamine	3NH₃＋H₃PO₄ →（NH₄)₃PO₄ 2NH₃＋H₂SO₄ →（NH₃)₂SO₄＋H₂O
Cho các thành phần trung tính	Nước brom	Chất oxy hóa	Methyl sulfide, methyl disulfide	(CH₃)₂S＋1/2O₂ (chất oxy hóa) → (CH₃)SO CH₃)₂S₂＋7/2O₂ (chất oxy hóa)＋H₂O → 2CH₃SO₄H
Cho aldehyde	Amin		Acetaldehyde	Phản ứng ngưng tụ khử nước của aldehyde và amin, >C=N-
Carbon iod	Acid vô cơ, iod, acid iod	Trung hòa, chất xúc tác oxy hóa, chất oxy hóa	Các thành phần trên được hấp phụ bằng một loại than hoạt tính.	2NH₃＋H₂SO₄ → (NH₃)₂SO₄＋H₂O H₂S＋1/2O₂ (xúc tác)→ S＋H₂O H₂S＋2O₂ (xúc tác) → H ₂ 2SO₄ (CH₃)₂S＋1/2O₂ (chất oxy hóa) → (CH₃)SO (CH₃)₂S₂＋7/2O₂ (chất oxy hóa)＋H₂O → 2CH3SO4H