Фільтр для очищення стічних вод

Протягом тисячоліть фільтрація використовувалася для зменшення рівня бруду, іржі, зважених речовин та інших домішок у воді. Це досягається пропусканням брудної вхідної води (впливу) через фільтруючий матеріал. Коли вода проходить через середовище, домішки утримуються в матеріалі фільтруючого середовища. Залежно від домішок і середовищ, кілька різних фізичних і хімічних механізмів активні для видалення, відповідальних за видалення домішок з води. Деяке обладнання, що використовується для використання цих механізмів, з часом різко змінилося.

Фундаментальні фізичні та хімічні механізми, які відбуваються під час фільтрації, з роками стали краще зрозумілими. Ці досягнення дозволили спеціалістам з очищення води оптимізувати видалення домішок із води. Системи фільтрації видаляють тверді частинки, а завдяки великій площі поверхні фільтруючого середовища їх також можна використовувати для керування хімічними реакціями, які призводять до видалення кількох забруднень.

Принципи адсорбції:

«Адсорбція» є одним із найбільш часто використовуваних, але найменш зрозумілих термінів у дискусіях про фільтрацію. Адсорбція означає видалення домішки з рідини на поверхню твердого тіла. Під час адсорбції зважені частинки, що виникають у воді, прилипають до твердої поверхні. Адсорбція - це адгезія атомів, іонів або молекул газу, рідини або твердого тіла до поверхні. У разі фільтрації води зважені тверді частинки, присутні в рідині, будуть прилипати до твердої поверхні середовища.

Адсорбція відрізняється від оклюзії тим, що оклюзовані частинки видаляються з потоку процесу, тому що вони є, де оклюзія є результатом того, що частинки занадто великі, щоб пройти через фізичне обмеження в середовищі. У більшості випадків на адсорбовані частинки впливають слабкі хімічні взаємодії, які дозволяють їм прилипати до поверхні твердого тіла. Адсорбовані частинки прикріплюються до поверхні даного середовища, перетворюючись на плівку із слабко утримуваної частини твердої речовини. Молекули домішок утримуються у внутрішній пористій структурі вуглецю завдяки електростатичному притяганню (сили Ван-дер-Ваальса), також відомому як хемосорбція.

У більшості застосувань активоване вугілля видаляє домішки з рідин, парів або газів шляхом адсорбції, яка є поверхневим явищем, що призводить до накопичення молекул у внутрішніх порах активованого вугілля. Це відбувається в порах, трохи більших, ніж молекули, які адсорбуються, тому дуже важливо відповідати розміру пор середовища активованого вугілля з частинками молекул, які ви намагаєтеся адсорбувати. AES має великий досвід у виборі правильного вугільного носія для вашого застосування.

Гранульоване активоване вугілля здебільшого використовується у стаціонарних шарах фільтрів. Деякі з важливих аспектів, які необхідно враховувати, це необхідний час контакту, розмір фільтрувальних ємностей, засоби наповнення та спорожнення, а також заходи безпеки. Крім того, важливе зауваження щодо GAC стосується можливої ​​регенерації на місці або за його межами. Зазвичай на дуже великих установках можна виконати регенерацію на місці, тоді як на невеликих установках регенерація неможлива. Найпоширенішим методом регенерації активованого вугілля є термічна активація. Це виконується в три основні етапи, починаючи з сушіння, потім нагрівання і, нарешті, залишкової органічної газифікації шляхом окислення газу (пари або вуглекислого газу). Зазвичай заміна ліжка Carbon обходиться дешевше, оскільки основні виробники Carbon знаходяться в Європі.

Це міф, що активоване вугілля можна регенерувати простою зворотною промивкою. Зворотне промивання видаляє лише захоплений матеріал і перекласифікує шар фільтра. Активоване вугілля має певний термін служби, після якого він не може видалити домішки, тому його потрібно видалити заміною.

Активоване вугілля – вуглецевий адсорбент з високою внутрішньою пористістю, а отже, і великою внутрішньою поверхнею. Комерційні види активованого вугілля мають внутрішню площу поверхні від 500 до 1500 м2/г. Пов'язані з типом програми три основнііснують групи:

Порошок активованого вугілля; розмір частинок 1-150 мкм
Грануляне активоване вугілля, розмір частинок 0.5-4 мм
Екструдоване активоване вугілля, розмір частинок 0.8-4 мм
Справжнє активоване вугілля має низку унікальних характеристик, таких як велика внутрішня площа поверхні, спеціальні (поверхневі) хімічні властивості та хороший доступ до внутрішніх пор. Розподіл пор за розміром дуже важливий для практичного застосування; найкраща відповідність залежить від молекул, які потрібно захопити, фази (газ, рідина) та умов обробки.

Бажана структура пор продукту з активованим вугіллям досягається шляхом поєднання правильної сировини та умов активації.

Фізичні та хімічні характеристики активованого вугілля можуть сильно вплинути на його придатність для певного застосування, і існує ряд різних тестів, які допомагають передбачити ефективність вугілля. Тест на йодне число зазвичай може передбачити ефективність, коли потрібно адсорбувати дуже малі молекули, такі як вільний хлор. Значення таніну та кількість патоки або ефективність знебарвлення патоки є більш відповідними параметрами лабораторних тестів для молекул середнього та великого розміру або коли малі молекули присутні з більшими молекулами. У сферах застосування, де існує широкий спектр домішок, які потрібно видалити, найкращий тип активованого вугілля визначити не так легко. Коли розмір домішок коливається від дуже маленького до дуже великого, великі молекули часто закупорюють дрібні пори, роблячи їх недоступними для інших молекул.

Як було зазначено раніше, фільтр з активованим вугіллям використовує адсорбцію для видалення певних домішок, як-от вільного хлору, видалення запаху або органічних речовин тощо. Активоване вугілля, яке також називають активованим вугіллям, активованим вугіллям або карбоактивусом, є формою вугілля, яка оброблена для очищення. з невеликими порами малого об’єму, які збільшують площу поверхні, доступну для адсорбції або хімічних реакцій.

Завдяки високому ступеню мікропористості лише один грам активованого вугілля має площу поверхні понад 500 м2, як визначено ізотермами адсорбції вуглекислого газу при кімнатній температурі або 0,0 градуса. температура. Рівень активації, достатній для корисного застосування, може бути досягнутий виключно завдяки великій площі поверхні; однак подальша хімічна обробка часто покращує адсорбційні властивості.

Застосування:

Існує багато застосувань для фільтрів з активованим вугіллям. Нижче наведено лише деякі з них, які є найбільш важливими та поширеними.

Видалення вільного хлору
Видалення органічних речовин
Видалення запаху
Видалення броматів (після озонування пермеату SWRO)
Знебарвлення розплавленого цукру (виробництво білого цукру)
Знебарвлення патоки
Очищення повітря
Носій каталізатора
Очищення димових газів (видалення діоксинів і ртуті)