El carbón activado granular (CAG) es el método de adsorción más utilizado en el agua potable para eliminar los compuestos causantes del sabor, el olor y el color, la materia orgánica natural, los subproductos de la desinfección y los productos químicos orgánicos sintéticos presentes en el agua de origen. El CAG también se utiliza en el tratamiento de vapores para eliminar olores nocivos y contaminantes. En las plantas de tratamiento a pequeña escala, suele utilizarse para eliminar el cloro y la cloramina. El CAG puede utilizarse en todas las fases de una emergencia.

El CAG es una forma de carbón granular poroso que se empaqueta en un recipiente fabricado, y el medio en bruto se empuja a través del recipiente utilizando una bomba accionada para mantener el caudal dentro de los parámetros de diseño. La matriz de CAG actúa como una esponja para adsorber moléculas orgánicas pequeñas y grandes del medio (agua o aire) que luego se descarga del recipiente listo para su uso. El CAG es una tecnología ampliamente aplicada y aceptada que se aplica en función de la concentración de contaminantes, el número de personas a las que se va a dar servicio y el espacio disponible.

Consideraciones de diseño

La tecnología del CAG está desarrollada y es fácil de usar, pero requiere un análisis de los medios (agua o aire) que se van a filtrar para garantizar que cumple las normas de calidad iniciales aplicables. Cuanto mayor sea la concentración de  contaminantes en el medio en bruto, más rápido se agotará el CAG y será necesario sustituirlo. Normalmente, el CAG no puede regenerarse en las instalaciones de tratamiento y, por lo tanto, será necesario eliminarlo o regenerarlo fuera de las instalaciones de forma periódica. El tamaño del recipiente del CAG puede convertirse en un factor limitante en función de los recursos disponibles (tiempo, dinero, almacenamiento). El diseño y las operaciones pueden variar en función de los materiales disponibles, concretamente de la disponibilidad y pureza del CAG.

Para diseñar cualquier sistema de CAG, debe consultarse a un experto calificado, al fabricante o al proveedor de medios. La calidad y el caudal de la entrada del medio en bruto son fundamentales para un diseño adecuado del filtro y del medio filtrante. El caudal y la presión del medio en bruto también deben coordinarse con la presión y el caudal de entrada y salida de diseño de fabricación del recipiente de CAG. El CAG también puede utilizarse para tratar el aire contaminado o gases que se pueden encontrar usualmente en los procesos industriales o el tratamiento de aguas residuales locales. Es importante destacar que el tratamiento de la fase acuosa con CAG elimina los contaminantes químicos, pero no los biológicos, por lo que se debería considerar emplear un proceso de pretratamiento, como la cloración T.6 , para lidiar con la contaminación biológica.

Materiales

El CAG es consumible y debe reemplazarse periódicamente para que siga siendo efectivo. Se debería consultar al fabricante del medio para determinar el punto de ruptura del contaminante. Para la instalación de los recipientes se necesitan recipientes especialmente diseñados, empalmes y tuberías/mangueras que lleguen a las conexiones de captación y distribución. Se requieren bombas motorizadas con el diseño adecuado capaces de mantener la presión y el flujo de la materia prima a través del recipiente de carbono y necesitan una fuente de energía y combustible estable. Se requieren manómetros para medir la caída de presión a lo largo del filtro y supervisar el rendimiento hidráulico. Deben instalarse grifos tanto aguas arriba como aguas abajo del filtro de CAG para garantizar que el medio cumpla con los parámetros de calidad. de agua cruda. El recipiente no debería tener exceso de presión y no debería usarse fuera de los parámetros de diseño. Se podrán establecer más tareas de O&M luego de consultar con el fabricante.

Aplicabilidad

El CAG se puede emplear en una variedad de contextos, ya sea para el tratamiento de aire o agua, y sus capacidades se pueden aumentar o reducir según sea necesario, pero en una emergencia es mejor utilizarlo para tratar grandes volúmenes de agua para mucha gente a la vez, en lugar de para hogares individuales. No obstante, si hay suficientes sistemas a pequeña escala disponibles, pueden usarse en conjunto con sistemas más grandes. El CAG puede usarse en todas las etapas de una emergencia cuando esté disponible. Físicamente, esta tecnología no requiere más que una superficie plana que pueda soportar el recipiente y el peso del CAG. Si se cuenta con todos los materiales, la instalación puede tomar 30 minutos o menos.

Operación y mantenimiento

Las tareas de O&M incluyen asegurar que todas las conexiones sean herméticas. Se necesitará un equipo de hasta tres personas para instalar el sistema y prepararlo para su entrada en operación. Para el tratamiento de la fase acuosa con CAG, los recipientes deben ser hidratados después de la instalación para activar el carbono. El CAG virgen sin utilizar debería ser almacenado alejado de los medios. Es necesario supervisar el efluente para detectar la disminución de la capacidad de adsorción y reemplazar el CAG. Se puede vaciar el recipiente para cambiar el CAG o se puede reemplazar el recipiente entero con CAG virgen preenvasado. Se deberá consultar con el fabricante del recipiente para determinar cuándo reemplazar el medio con base en la entrada de agua cruda. El recipiente no debería tener exceso de presión y no debería usarse fuera de los parámetros de diseño. Se podrán establecer más tareas de O&M luego de consultar con el fabricante.

Salud y seguridad

El CAG húmedo confinado en grandes recipientes crea una demanda de oxígeno peligrosa para la salud humana y potencialmente mortal, por lo que deberían tomarse precauciones de seguridad para un entorno con deficiencia de oxígeno. El personal debe usar guantes resistentes a productos químicos y lentes protectores al operar y usar recipientes de CAG. Los filtros de CAG pueden generar una biopelícula que posteriormente puede eliminar algunos de los contaminantes orgánicos para aumentar la estabilidad biológica del agua. Sin embargo, este proceso no protege de la contaminación residual, por lo que se requeriría cloración postratamiento.

Costos

Los costos dependen del volumen de agua a tratar. Los costos recurrentes incluyen el reemplazo del CAG (no siempre disponible de forma local), recipientes, tuberías y transporte.

Consideraciones medioambientales y sociales

No se han observado problemas o consideraciones culturales, preferencias y aceptación de los usuarios o problemas de capacidad local. El CAG puede mejorar las propiedades estéticas del agua (sabor, olor y aspecto) y por lo tanto es bien aceptado por los usuarios. El CAG mojado se debe desechar de forma segura.