El procés d’adsorció consisteix en la captació de substàncies solubles a la superfície d’un sòlid. Un paràmetre fonamental en aquest cas serà la superfície específica del sòlid, ja que el compost soluble a eliminar s’ha de concentrar a la superfície d’aquest. La necessitat d’una major qualitat de les aigües està fent que aquest tractament estigui en auge. És considerat com un tractament de refinament, i per tant al final dels sistemes de tractaments més usuals, especialment amb posterioritat a un tractament biològic.
Factors que afecten l’adsorció:
• Solubilitat: Menor solubilitat, millor adsorció.
• Estructura molecular: Més ramificada, millor adsorció.
• Pes molecular: Molècules grans, millor adsorció.
• Problemes de difusió interna, poden alterar la norma.
• Polaritat: Menor polaritat, millor adsorció.
• Grau de saturació: Insaturats, millor adsorció.
El sòlid universalment utilitzat en el tractament d’aigües és el carbó actiu, encara que en els últims anys s’han desenvolupat diversos materials sòlids que milloren, en certes aplicacions, les propietats del carbó actiu.
Hi ha dues formes clàssiques d’utilització de carbó actiu, amb propietats diferents i utilitzant-lo en diferents aplicacions:
Carbó actiu granular (GAC). S’acostuma a utilitzar una columna com a mitjà de contacte entre l’aigua a tractar i el carbó actiu, en la qual l’aigua entra per la part inferior i puja cap a la superior. La mida de partícula en aquest cas és més gran que en l’altre. S’acostuma a utilitzar per eliminar elements traça, especialment orgànics, que poden estar presents a l’aigua, i que habitualment han resistit un tractament biològic. Són elements que, malgrat la seva petita concentració, en moltes ocasions proporcionen mal olor, color o sabor a l’aigua.
Carbó actiu en pols (CAP). Aquest tipus de carbó s’acostuma a utilitzar en processos biològics, quan l’aigua conté elements orgànics que poden resultar tòxics. També s’acostuma a afegir a l’aigua a tractar, i passat un temps de contacte, normalment amb agitació, es deixa sedimentar les partícules per a la seva separació prèvia. Són operacions que solen dur-se a terme en discontinu.
La viabilitat econòmica d’aquest procés depèn de l’existència d’un mitjà eficaç de regeneració del sòlid un cop esgotada la seva capacitat d’adsorció. El GAC es regenera fàcilment per oxidació de la matèria orgànica i posterior eliminació de la superfície del sòlid en un forn. Les propietats del carbó actiu es deterioren, per la qual cosa és necessari reposar-ne part per carbó verge en cada cicle. D’altra banda, el CAP és més difícil de regenerar, però també és cert que és més fàcil de produir.
El cost és un paràmetre important a l’hora de l’elecció de l’adsorbent. Alternatives al carbó actiu són les zeolites, argiles (montmorillonita, sepiolita, bentonita, etc.), els anomenats adsorbents de baix cost, procedents en la seva major part de residus sòlids orgànics. Recentment s’estan desenvolupant derivats de polisacàrids (biopolímers derivats de l’amidó).
Les aplicacions de l’operació d’adsorció són àmplies, des d’un ampli ventall de substàncies orgàniques (colorants, fenol, mercaptans, etc.) fins a metalls pesants en tots els seus estats d’oxidació.