Φίλτρο επεξεργασίας λυμάτων

Για χιλιάδες χρόνια το φιλτράρισμα έχει χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του επιπέδου βρωμιάς, σκουριάς, αιωρούμενων υλών και άλλων ακαθαρσιών από το νερό. Αυτό επιτυγχάνεται περνώντας το βρώμικο νερό εισόδου (εισροής) μέσα από ένα μέσο φίλτρου. Καθώς το νερό περνά μέσα από τα μέσα, οι ακαθαρσίες συγκρατούνται στο υλικό του μέσου φίλτρου. Ανάλογα με τις ακαθαρσίες και τα μέσα, αρκετοί διαφορετικοί φυσικοί και χημικοί μηχανισμοί που δραστηριοποιούνται στην απομάκρυνση είναι υπεύθυνοι για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών από το νερό. Ορισμένος από τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται για τη χρήση αυτών των μηχανισμών έχει αλλάξει δραματικά με την πάροδο του χρόνου.

Οι θεμελιώδεις φυσικοί και χημικοί μηχανισμοί που εμφανίζονται κατά τη διήθηση έχουν γίνει καλύτερα κατανοητοί με τα χρόνια. Αυτές οι εξελίξεις επέτρεψαν στους ειδικούς της επεξεργασίας νερού να βελτιστοποιήσουν την απομάκρυνση των ακαθαρσιών από το νερό. Τα συστήματα φιλτραρίσματος αφαιρούν τα σωματίδια και, λόγω της μεγάλης επιφάνειας των μέσων φίλτρου, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την πρόκληση χημικών αντιδράσεων που έχουν ως αποτέλεσμα την απομάκρυνση πολλών ρύπων.

Αρχές προσρόφησης:

Η "προσρόφηση" είναι ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους αλλά λιγότερο κατανοητούς όρους στις συζητήσεις για τη διήθηση. Η προσρόφηση αναφέρεται στην απομάκρυνση μιας ακαθαρσίας από ένα υγρό στην επιφάνεια ενός στερεού. Ένα αιωρούμενο σωματίδιο που γεννιέται στο νερό προσκολλάται σε μια στερεή επιφάνεια όταν συμβαίνει προσρόφηση. Η προσρόφηση είναι η προσκόλληση ατόμων, ιόντων ή μορίων από ένα αέριο, υγρό ή στερεό σε μια επιφάνεια. Στην περίπτωση διήθησης νερού, τα αιωρούμενα στερεά σωματίδια που υπάρχουν στο υγρό θα προσκολληθούν στη στερεά επιφάνεια του μέσου.

Η προσρόφηση διαφέρει από την απόφραξη στο ότι τα αποφραγμένα σωματίδια απομακρύνονται από μια ροή διεργασίας επειδή είναι, όπου η απόφραξη είναι το αποτέλεσμα των σωματιδίων που είναι πολύ μεγάλα για να περάσουν μέσα από έναν φυσικό περιορισμό στα μέσα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα προσροφημένα σωματίδια επηρεάζονται από ασθενείς χημικές αλληλεπιδράσεις που τους επιτρέπουν να προσκολλώνται στην επιφάνεια ενός στερεού. Τα προσροφημένα σωματίδια προσκολλώνται στην επιφάνεια ενός δεδομένου μέσου, μετατρέποντας σε μια μεμβράνη ασθενώς συγκρατημένου τμήματος του στερεού. Τα μόρια της ακαθαρσίας συγκρατούνται εντός της δομής των εσωτερικών πόρων του άνθρακα με ηλεκτροστατική έλξη (δυνάμεις Van der Waals) γνωστή και ως Χημειοσρόφηση.

Στις περισσότερες εφαρμογές ο ενεργός άνθρακας αφαιρεί ακαθαρσίες από ρευστά, ατμούς ή αέρια με προσρόφηση, που είναι ένα επιφανειακό φαινόμενο που έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση μορίων στους εσωτερικούς πόρους ενός ενεργού άνθρακα. Αυτό συμβαίνει σε πόρους ελαφρώς μεγαλύτερους από τα μόρια που προσροφούνται, γι' αυτό είναι πολύ σημαντικό να ταιριάζει το μέγεθος των πόρων του μέσου ενεργού άνθρακα με τα μόρια σωματίδια που προσπαθείτε να προσροφήσετε. Η AES έχει τεράστια εμπειρία στην επιλογή των σωστών μέσων άνθρακα για την εφαρμογή σας.

Ο κοκκώδης ενεργός άνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως σε σταθερά κρεβάτια φίλτρων. Μερικές από τις σημαντικές πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι ο απαιτούμενος χρόνος επαφής, το μέγεθος των δοχείων φίλτρου, οι εγκαταστάσεις πλήρωσης και εκκένωσης και μέτρα ασφαλείας. Περαιτέρω, ένα κρίσιμο ζήτημα σχετικά με το GAC αναφέρεται στην πιθανή αναγέννηση, επί τόπου ή εκτός τοποθεσίας. Κανονικά σε πολύ μεγάλες εγκαταστάσεις είναι δυνατό να γίνει επιτόπια αναγέννηση, ενώ σε μικρές εγκαταστάσεις δεν είναι βιώσιμο να γίνει αναγέννηση. Η πιο κοινή μέθοδος αναγέννησης ενεργού άνθρακα είναι η θερμική ενεργοποίηση. Αυτό εκτελείται σε τρία βασικά στάδια, ξεκινώντας με την ξήρανση, μετά τη θέρμανση και τέλος την υπολειμματική οργανική αεριοποίηση με οξειδωτικό αέριο (ατμός ή διοξείδιο του άνθρακα). Κανονικά η αντικατάσταση του κρεβατιού Carbon είναι φθηνότερη καθώς οι μεγάλοι κατασκευαστές Carbon βρίσκονται στην Ευρώπη.

Είναι μύθος ότι ο ενεργός άνθρακας μπορεί να αναγεννηθεί με απλή πλύση. Το backwash αφαιρεί μόνο το παγιδευμένο υλικό και επαναταξινομεί το κρεβάτι φίλτρου. Ο ενεργός άνθρακας έχει μια ορισμένη διάρκεια ζωής μετά την οποία δεν μπορεί να αφαιρέσει τις ακαθαρσίες και ως εκ τούτου πρέπει να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί.

Ο ενεργός άνθρακας είναι ένα ανθρακούχο προσροφητικό με υψηλό εσωτερικό πορώδες, και ως εκ τούτου μεγάλη εσωτερική επιφάνεια. Οι ποιότητες ενεργού άνθρακα του εμπορίου έχουν εσωτερική επιφάνεια από 500 έως 1500 m2/g. Σχετικά με το είδος της εφαρμογής, τρεις κύριεςυπάρχουν ομάδες:

Ενεργός άνθρακας σε σκόνη. μέγεθος σωματιδίου 1-150 μm
Κοκκώδης ενεργός άνθρακας, μέγεθος σωματιδίων 0.5-4 mm
Εξωθημένος ενεργός άνθρακας, μέγεθος σωματιδίων 0.8-4 mm
Ένας κατάλληλος ενεργός άνθρακας έχει μια σειρά από μοναδικά χαρακτηριστικά: όπως μεγάλη εσωτερική επιφάνεια, αποκλειστικές (επιφανειακές) χημικές ιδιότητες και καλή προσβασιμότητα στους εσωτερικούς πόρους. Η κατανομή του μεγέθους των πόρων είναι πολύ σημαντική για την πρακτική εφαρμογή. η καλύτερη εφαρμογή εξαρτάται από τα μόρια που θα παγιδευτούν, τη φάση (αέριο, υγρό) και τις συνθήκες επεξεργασίας.

Η επιθυμητή δομή πόρων ενός προϊόντος ενεργού άνθρακα επιτυγχάνεται με το συνδυασμό της σωστής πρώτης ύλης και των συνθηκών ενεργοποίησης.

Τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά ενός ενεργού άνθρακα μπορούν να επηρεάσουν έντονα την καταλληλότητά του για μια δεδομένη εφαρμογή, και υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών δοκιμών που βοηθούν στην πρόβλεψη της ικανότητας απόδοσης ενός άνθρακα. Η δοκιμή αριθμού ιωδίου μπορεί συνήθως να προβλέψει την αποτελεσματικότητα όταν πρόκειται να προσροφηθούν πολύ μικρά μόρια όπως το ελεύθερο χλώριο. Η τιμή ταννίνης και ο αριθμός μελάσας ή η αποτελεσματικότητα αποχρωματισμού μελάσας είναι πιο κατάλληλα σε παραμέτρους εργαστηριακών δοκιμών για μόρια μεσαίου και μεγάλου μεγέθους ή όταν υπάρχουν μικρά μόρια με μεγαλύτερα μόρια. Σε εφαρμογές όπου υπάρχει μεγάλη ποικιλία ακαθαρσιών που πρέπει να αφαιρεθούν, ο καλύτερος τύπος ενεργού άνθρακα δεν προσδιορίζεται τόσο εύκολα. Όταν οι ακαθαρσίες κυμαίνονται από πολύ μικρές έως πολύ μεγάλες σε μέγεθος, τα μεγάλα μόρια συχνά φράζουν μικρούς πόρους, καθιστώντας τους απρόσιτους σε άλλα μόρια.

Όπως είδαμε προηγουμένως, το φίλτρο ενεργού άνθρακα χρησιμοποιεί την προσρόφηση για την αφαίρεση ορισμένων ακαθαρσιών όπως το ελεύθερο χλώριο, η αφαίρεση οσμής ή οργανικά κ.λπ. Ο ενεργός άνθρακας, που ονομάζεται επίσης ενεργός άνθρακας, ενεργός άνθρακας ή ενεργός άνθρακας, είναι μια μορφή άνθρακα που επεξεργάζεται για να ρίξει. με μικρούς, μικρού όγκου πόρους που αυξάνουν την επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για προσρόφηση ή χημικές αντιδράσεις.

Λόγω του υψηλού βαθμού μικροπορώδους του, μόνο ένα γραμμάριο ενεργού άνθρακα έχει επιφάνεια μεγαλύτερη από 500 m2, όπως προσδιορίζεται από ισόθερμες προσρόφησης αερίου διοξειδίου του άνθρακα στο δωμάτιο ή 0,0 μοίρες θερμοκρασία. Ένα επίπεδο ενεργοποίησης επαρκές για χρήσιμη εφαρμογή μπορεί να επιτευχθεί μόνο από μεγάλη επιφάνεια. Ωστόσο, η περαιτέρω χημική επεξεργασία συχνά ενισχύει τις ιδιότητες προσρόφησης.

Εφαρμογές:

Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για φίλτρα ενεργού άνθρακα. Μόνο μερικά από αυτά που είναι πιο σημαντικά και κοινά παρατίθενται παρακάτω.

Δωρεάν αφαίρεση χλωρίου
Αφαίρεση οργανικής ύλης
Αφαίρεση οσμής
Αφαίρεση βρωμικών αλάτων (μετά από οζονισμό του διηθήματος SWRO)
Αποχρωματισμός του τήγματος ζάχαρης (Βιομηχανία λευκής ζάχαρης)
Αποχρωματισμός μελάσας
Καθαρισμός Αέρα
Καταλύτης Φορέας
Καθαρισμός καυσαερίων (Απομάκρυνση διοξίνης & υδραργύρου)