Le charbon actif (AC), avec sa structure hautement poreuse et sa grande surface spécifique, est devenu un matériau indispensable dans le traitement avancé des eaux usées, en particulier pour éliminer les contaminants émergents (CE) que les processus traditionnels ne parviennent pas à traiter. Contrairement aux adsorbants conventionnels, les pores hiérarchiques de l'AC-des micropores aux mésopores-lui permettent de piéger un large éventail de polluants, notamment les produits pharmaceutiques, les produits de soins personnels et les micro-polluants industriels, par adsorption physique et interaction chimique.
Dans les stations d'épuration modernes, le charbon actif granulaire (CAG) est largement utilisé dans les étapes de post-traitement. Il fonctionne via un système d'adsorption à lit fixe, dans lequel les eaux usées s'écoulent à travers une couche de CAG et les EC sont adsorbés sur la surface du carbone. Ce processus élimine non seulement les substances toxiques, mais améliore également la biodégradabilité de l'eau, réduisant ainsi le risque environnemental lié aux effluents traités rejetés dans les rivières ou réutilisés pour l'irrigation. Des innovations récentes ont conduit au développement de CA modifié, tel que le CA dopé à l'azote -, qui améliore la capacité d'adsorption des CE polaires en introduisant des groupes fonctionnels à sa surface.
Comparée à d'autres technologies de traitement avancées telles que l'ozonation ou la filtration sur membrane, l'adsorption AC est rentable, simple à utiliser et respectueuse de l'environnement, car elle ne produit pas de sous-produits nocifs. De plus, le courant alternatif usé peut être régénéré par des méthodes thermiques ou chimiques, réduisant ainsi la production de déchets et les coûts d'exploitation. Avec l'inquiétude croissante concernant la rareté de l'eau et la pollution de l'eau, le rôle d'AC pour garantir la sécurité de l'eau devient de plus en plus important, ce qui en fait un matériau clé pour la gestion durable de l'eau au 21e siècle.
Description de l'illustration : Une image haute-résolution de charbon actif granulaire (CAG) dans une colonne d'adsorption à lit fixe-, avec des eaux usées circulant à travers la colonne. L'image montre la structure poreuse du GAC au microscope électronique à balayage (MEB) sous forme d'encart, mettant en évidence ses caractéristiques microporeuses et mésoporeuses.
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