Aktivkohle
das stimmt auch nicht wirklich es gab schon viele meldungen das das nicht so ist und auch mehrere diskussionen darüber.......
Hallo Aaron,
ich weiß weder, warum Du hier diesen indifferenzierten Einwurf mittels eines Einzeilers ohne jegliche Interpunktion und Quellenangabe hinlegst, noch kenne ich wie gesagt irgendeine Deiner Quellen, so dass Deine Aussage von daher weder überprüfbar noch stichhaltig ist - mit diesem stumpfen, papageienhaften Nachgeplapper ist niemandem geholfen.
Einige Punkte zum Thema "Aktivkohle" - die aufgeführten Punkte liefern genug Ansätze für eigene, weiterführende Recherche, da ich keine Lust habe, hier jede einzelne Graphik hochzuladen ...:
1. Aktivkohle ist schlicht ein Sammelbegriff für aus verschiedensten Ausgangsmaterialien (z.B. mineralisch, pflanzlich, petrochemisch, tierisch) gewonnene Kohlenstoffe mit hochporöser Struktur, welche je nach Verwendungszweck auch unterschiedlich aufbereitet und ggf. behandelt werden.
2. Je nach Art, Aufbereitung und Behandlung ergeben sich unterschiedliche Adsorptionsfähigkeiten.
3. Die Adsorption erfolgt durch das Zusammenwirken von physikalischen Oberflächenkräften der Aktivkohle und molekularen Anziehungskräften der Lösemittel. Folgende Faktoren bestimmen das Ausmaß der Adsorption - Ausschlaggebende Eigenschaften
der Aktivkohle für die Adsorption
- Größe der inneren Oberfläche
- Struktur der Poren
des Schadstoffs
- Hydrophilie
- Molekülgröße
- Polarität
der physikalisch-chemischen Bedingungen
- Konzentration des Schadstoffs
- pH-Wert des Wassers
- Temperatur
- Zusammensetzung des Wassers
Daraus abgeleitet ist die adsorbierte Menge an Schadstoffen höher bei größerer innerer Oberfläche, größerer Schadstoffkonzentration, größerem Molekulargewicht und Siedepunkt des Schadstoffs, sowie niedrigerer Temperatur. So kann man sagen, dass z.B. große Moleküle wie Tenside oder Pestizide besser mit einer Aktivkohle mit relativ großen Poren adsorbiert, kleine Moleküle, wie die von Lösemitteln, besser an einer Kohle mit relativ kleinen Poren abgeschieden werden.
4. Die Diffusionsgeschwindigkeit ist von der Molekülgröße und -form abhängig. Deshalb belädt eine Komponente die Aktivkohle schneller als eine andere. Die Molekülgröße ist dann entscheidend, wenn manche Komponenten auf Grund ihrer Abmessungen nicht in die Poren eindringen können. Dieses Verhältnis der Beladbarkeit einer Aktivkohle in Abhängigkeit von der Gleichgewichts-Konzentration bei konstanter Temperatur ist graphisch darstellbar und wird Adsorptions-Isotherme genannt. Diese mathematische Beschreibung der Adsorptions-Isotherme wird in der Literatur meist als Freundlich-Gleichung bezeichnet (nach Ostwald, Boedecker und Freundlich 1906).
In der praktischen Anwendung wird meist nicht nur eine, sondern meist mehrere Komponenten aus dem Luft- bzw. in unserem Falle aus dem Wassergemisch entfernt, die sog. Mehrkomponenten-Adsorption. Die grundsätzlichen Zusammenhänge bleiben dabei bestehen, werden aber durch die unterschiedlichen Bindungkräfte der einzelnen Stoffe recht komplex. Entscheidend ist hierbei die sog. Frontgeschwindigkeit. Darunter versteht man die mittlere Geschwindigkeit des Vordringens der Adsorptionszone durch das Aktivkohlebett in Richtung auf den Ausgang. Über Standzeit und die Schütt- bzw. Füllhöhe des Aktivkohlebettes kann die Frontgeschwindigkeit zahlenmäßig bestimmt werden. Je kleiner die Beladung der Aktivkohle bei konstanter Konzentration ist, desto schneller wird die Adsorptionszone durch das Kohlebett hindurchwandern. Soll nun ein Schadstoffgemisch mit einem Aktivkohlefilter gereinigt werden, wird es durch die unterschiedliche Frontgeschwindigkeit für jeden einzelnen Schadstoff zu einer Auftrennung des Gemisches kommen. Der Schadstoff mit der geringsten Beladung wird als erster, und zwar rein, am Ausgang des Adsorbers erscheinen. Später kommen die anderen Schadstoffe hinzu, man spricht hier auch von einem sog. Chromatographie-Effekt.
5. Verdrängung
Aus der unterschiedlichen Frontgeschwindigkeit resultiert auch der Effekt der Verdrängung. Voraneilende Schadstoffe werden im Laufe des Prozesses von den langsamer wandernden verdrängt. Graphiken und Nachweise hierüber existieren für unterschiedliche Schadstoffgemische, Nachweise bieten u.a. Quellen. Erwähnenswert hierbei ist, dass durch die Verdrängung am Filterausgang sogar höhere Konzentrationen als am Filtereingang gemessen wurden.
Durch die unterschiedliche Frontgeschwindigkeit der einzelnen Stoffe und die daraus folgenden Verdrängungseffekte gestaltet sich der Adsorptionsprozeß in einem Festbett-Adsorber oder Filter sehr komplex. Diese Vorgänge und damit auch die letztendlich interessierende Durchbruchskurve sind prinzipiell durch ein System von Differentialgleichungen beschreib- und lösbar. In der Praxis wäre dies aber nur mit einem nicht zu vertretenden Aufwand möglich.
6. Noch etwas interessantes für unsere aquaristische Praxis (Zitat):
Die Unterschiede in der Frontgeschwindigkeit von verschiedenen Stoffen spielen bei der Reinigung von Grundwässern eine besonders wichtige Rolle, da in jedem Wasser natürliche organische Verbindungen vorkommen, die pauschal als Huminstoffe bezeichnet werden. Deren Gehalt kann durch Analyse des Summenparameters DOC (Dissolved Organic Carbon, gelöster organischer Kohlenstoff) bestimmt werden. Der DOC-Gehalt liegt typischerweise im Bereich zwischen 500 und mehreren tausend mg/m³, in Bereichen mit Mooren noch deutlich darüber. Oft übersteigt der Huminstoff-Gehalt die Schadstoffkonzentration.
Bei der Reinigung von Grundwasser mit Aktivkohlefiltern ist die Adsorption dieser natürlich vorkommenden organischen Substanzen nicht gewollt aber unvermeidbar. Die Huminstoffe wandern nun in der Regel schneller als die organischen Schadstoffe durch das Aktivkohle-Festbett und führen dort zu einer Voradsorption mit Huminstoffen. Die noch frische Aktivkohle wird so mit Huminstoffen belegt und hat für die folgende Adsorption (...) nicht mehr die volle Beladungskapazität. Dieser Vorgang wird als Fouling bezeichnet und führt zu einer erheblichen Verringerung der nutzbaren Kapazität der Aktivkohle für die zu entfernenden Schadstoffe im Vergleich zu den Einzelstoff-Isothermen (Baldauf 1986, Zimmer & Sontheimer 1989).
Quellen:
Baldauf, G. (1986): Einfluß natürlicher organischer Wasserinhaltstoffe auf die Adsorption von Spurenstoffen in Aktivkohlefiltern - Vom Wasser
Kast, W. (1988): Adsorption aus der Gasphase, VCH Verlags GmbH, Weinheim
Kienle, H. von (1990): Aktivkohle - Herstellung, Eigenschaften und Einsatzgebiete -Vortrag
Kienle, H. von (1990): Thermische Reaktivierung von erschöpfter Aktivkohle - ebenda
Kienle, H. von (1980): Aktivkohle und ihre industrielle Anwendung, Enke-Verlag
Quanz, K.-P. & Röhr, C. (1992): Ökobilanz der Bodensanierung durch Bodenluftabsaugung.- WLB Wasser, Luft, Boden, 1-2
Zimmer, G. & Sontheimer, H. (1989): Beschreibung der Adsorption von organischen Spurenstoffen in Aktivkohle filtern - Vom Wasser
Fazit:
Wir als Aquarianer können mit Bordmitteln nicht berechnen, wann und wie die Adsorptionsfähigkeit von irgendeiner zum Einsatz gelangter Aktivkohle erschöpft ist. Dies ist von so vielen Parametern, die sich uns nicht ohne weiteres erschliessen, abhängig, dass es letztlich für unsere kleinmaßstäbliche Anwendung schlicht irrelevant ist. Sicher ist, dass sie irgendwann gesättigt ist und dass auf Grund o.a. Vorgänge auch wieder Stoffe in möglicherweise erhöhter Konzentration ins System zurückgeführt werden.
Ich für meinen Teil filtere über Aktivkohle auch nur nach Medikamentenbehandlung und für max. eine Woche - und danach fliegt die Kohle weg, lapidar gesagt - auf die paar Groschen kommt es wirklich nicht an ... Für den Einsatz sog. Hausfilter bzw. für den Eintrag von Aktivkohle in selbstgebaute Filter halten die örtlichen Versorger bzw. die Hersteller der Filter bzw. der Aktivkohle Tabellen über Standzeiten bereit.
Ich hoffe, diese Zusammenstellung hat etwas Licht ins Dunkel gebracht.