Filter za pročišćavanje otpadnih voda

Tisućama godina filtracija se koristi za smanjenje razine prljavštine, hrđe, suspendiranih tvari i drugih nečistoća iz vode. To se postiže propuštanjem prljave ulazne vode (influent) kroz filterski medij. Dok voda prolazi kroz medij, nečistoće se zadržavaju u materijalu filtarskog medija. Ovisno o nečistoćama i mediju, nekoliko različitih fizičkih i kemijskih mehanizama koji su aktivni u uklanjanju odgovorni su za uklanjanje nečistoća iz vode. Neka oprema koja se koristi za korištenje ovih mehanizama dramatično se promijenila tijekom vremena.

Temeljni fizikalni i kemijski mehanizmi koji se javljaju tijekom filtracije s godinama su se bolje razumjeli. Ovaj napredak omogućio je stručnjacima za obradu vode da optimiziraju uklanjanje nečistoća iz vode. Sustavi za filtriranje uklanjaju čestice i, zbog velike površine medija za filtriranje, također se mogu koristiti za pokretanje kemijskih reakcija koje rezultiraju uklanjanjem nekoliko zagađivača.

Principi adsorpcije:

"Adsorpcija" je jedan od najčešće korištenih, ali najmanje razumljivih izraza u raspravama o filtraciji. Adsorpcija se odnosi na uklanjanje nečistoće iz tekućine na površinu čvrste tvari. Suspendirane čestice rođene u vodi prianjaju na čvrstu površinu kada dođe do adsorpcije. Adsorpcija je prianjanje atoma, iona ili molekula iz plina, tekućine ili krutine na površinu. U slučaju filtracije vode, suspendirane krute čestice prisutne u tekućini će se zalijepiti za čvrstu površinu medija.

Adsorpcija se razlikuje od okluzije po tome što se začepljene čestice uklanjaju iz toka procesa jer jesu, gdje je okluzija rezultat prevelikih čestica da bi prošle kroz fizičko ograničenje u mediju. U većini slučajeva na adsorbirane čestice utječu slabe kemijske interakcije koje im omogućuju prianjanje na površinu krutine. Adsorbirane čestice se vežu za površinu određenog medija, postajući film slabo držanog dijela krutine. Molekule nečistoća drže se unutar unutarnje strukture pora ugljika elektrostatskim privlačenjem (Van der Waalsove sile) također poznatim kao kemisorpcija.

U većini primjena aktivni ugljen uklanja nečistoće iz tekućina, para ili plinova adsorpcijom, što je površinski fenomen koji rezultira nakupljanjem molekula unutar unutarnjih pora aktivnog ugljena. To se događa u porama koje su malo veće od molekula koje se adsorbiraju, zbog čega je vrlo važno uskladiti veličinu pora medija s aktivnim ugljenom s česticama molekula koje pokušavate adsorbirati. AES ima veliko iskustvo u odabiru pravih karbonskih medija za vašu primjenu.

Granulirani aktivni ugljen uglavnom se koristi u fiksnim slojevima filtera. Neki od važnih aspekata koje treba uzeti u obzir su potrebno vrijeme kontakta, veličina posuda za filtriranje, oprema za punjenje i pražnjenje i sigurnosne mjere. Nadalje, ključno razmatranje u vezi s GAC-om odnosi se na moguću regeneraciju, na licu mjesta ili izvan njega. Obično je u vrlo velikim postrojenjima moguće izvršiti regeneraciju na licu mjesta, dok u malim postrojenjima regeneracija nije održiva. Najčešća metoda regeneracije aktivnim ugljenom je toplinska aktivacija. To se provodi u tri glavna koraka, počevši od sušenja, zatim zagrijavanja i konačno zaostalog organskog rasplinjavanja oksidirajućim plinom (para ili ugljični dioksid). Obično je zamjena karbonskog kreveta jeftinija jer su veliki proizvođači karbona u Europi.

Mit je da se aktivni ugljen može regenerirati samo ispiranjem. Povratnim ispiranjem uklanja se samo zarobljeni materijal i ponovno klasificira filtarski sloj. Aktivni ugljen ima određeni vijek trajanja nakon kojeg ne može ukloniti nečistoće i stoga ga je potrebno ukloniti i zamijeniti.

Aktivni ugljen je ugljični adsorbent visoke unutarnje poroznosti, a time i velike unutarnje površine. Komercijalne vrste aktivnog ugljena imaju unutarnju površinu od 500 do 1500 m2/g. Vezano uz vrstu aplikacije, tri glavnegrupe postoje:

Aktivni ugljen u prahu; veličina čestica 1-150 μm
Aktivni ugljen u granulama, veličina čestica 0.5-4 mm
Ekstrudirani aktivni ugljen, veličina čestica 0.8-4 mm
Ispravan aktivni ugljen ima niz jedinstvenih karakteristika: kao što je velika unutarnja površina, namjenska (površinska) kemijska svojstva i dobra dostupnost unutarnjih pora. Raspodjela veličine pora vrlo je važna za praktičnu primjenu; najbolje odgovara ovisi o molekulama koje treba uhvatiti, fazi (plin, tekućina) i uvjetima obrade.

Željena struktura pora proizvoda s aktivnim ugljenom postiže se kombinacijom prave sirovine i uvjeta aktivacije.

Fizičke i kemijske karakteristike aktivnog ugljena mogu snažno utjecati na njegovu prikladnost za određenu primjenu, a postoji niz različitih testova koji pomažu u predviđanju sposobnosti ugljena da djeluje. Test jodnog broja obično može predvidjeti učinkovitost kada se trebaju adsorbirati vrlo male molekule poput slobodnog klora. Vrijednost tanina i broj melase ili učinkovitost obezbojavanja melase prikladniji su u parametrima laboratorijskog ispitivanja za srednje i velike molekule ili kada su male molekule prisutne s većim molekulama. U primjenama gdje postoji širok izbor nečistoća koje treba ukloniti, nije tako lako odrediti najbolju vrstu aktivnog ugljena. Kada se nečistoće kreću od vrlo malih do vrlo velikih veličina, velike molekule često začepljuju male pore, čineći ih nedostupnima drugim molekulama.

Kao što smo vidjeli ranije, filtar s aktivnim ugljenom koristi adsorpciju za uklanjanje određenih nečistoća poput slobodnog klora, uklanjanja neugodnih mirisa ili organskih tvari itd. Aktivni ugljen, koji se također naziva aktivni ugljen, aktivni ugljen ili carbo activatus, oblik je ugljena koji se obrađuje da bi se pročistio s malim porama malog volumena koje povećavaju površinu dostupnu za adsorpciju ili kemijske reakcije.

Zbog visokog stupnja mikroporoznosti, samo jedan gram aktivnog ugljena ima površinu veću od 500 m2, što je određeno adsorpcijskim izotermama plina ugljičnog dioksida na sobnoj ili 0,0 stupnjeva temperatura. Razina aktivacije dovoljna za korisnu primjenu može se postići samo iz velike površine; međutim, daljnja kemijska obrada često poboljšava adsorpcijska svojstva.

Prijave:

Postoje mnoge primjene za filtere s aktivnim ugljenom. U nastavku su navedeni samo neki od njih koji su najvažniji i najčešći.

Uklanjanje slobodnog klora
Uklanjanje organske tvari
Uklanjanje mirisa
Uklanjanje bromata (nakon ozonizacije SWRO permeata)
Dekolorizacija taline šećera (proizvodnja bijelog šećera)
Dekolorizacija melase
Pročišćavanje zraka
Nosač katalizatora
Pročišćavanje dimnih plinova (uklanjanje dioksina i žive)