Notekūdeņu attīrīšanas filtrs

Jau tūkstošiem gadu filtrēšana ir izmantota, lai samazinātu netīrumu, rūsas, suspendēto vielu un citu ūdens piemaisījumu līmeni. Tas tiek panākts, izlaižot netīro ieplūdes ūdeni (ieplūdes) caur filtru. Ūdenim izejot cauri barotnei, piemaisījumi tiek turēti filtra materiāla materiālā. Atkarībā no piemaisījumu piemaisījumiem un vides, par piemaisījumu izvadīšanu no ūdens ir atbildīgi vairāki dažādi fizikāli un ķīmiski mehānismi. Dažas šo mehānismu izmantošanai izmantotās iekārtas laika gaitā ir krasi mainījušās.

Galvenie fizikālie un ķīmiskie mehānismi, kas rodas filtrēšanas laikā, gadu gaitā ir kļuvuši labāk izprotami. Šie sasniegumi ir ļāvuši ūdens apstrādes speciālistiem optimizēt piemaisījumu izvadīšanu no ūdens. Filtrēšanas sistēmas noņem cietās daļiņas, un, ņemot vērā filtra vides lielo virsmu, tās var izmantot arī ķīmisku reakciju vadīšanai, kuru rezultātā tiek noņemti vairāki piesārņotāji.

Adsorbcijas principi:

"Adsorbcija" ir viens no visbiežāk lietotajiem, bet vismazāk saprotamajiem terminiem diskusijās par filtrēšanu. Adsorbcija attiecas uz piemaisījumu noņemšanu no šķidruma uz cietas vielas virsmu. Ūdenī radušās suspendētās daļiņas adsorbcijas laikā pielīp pie cietas virsmas. Adsorbcija ir atomu, jonu vai molekulu saķere no gāzes, šķidruma vai cietas vielas ar virsmu. Ūdens filtrēšanas gadījumā šķidrumā esošās suspendētās cietās daļiņas pielips pie vides cietās virsmas.

Adsorbcija atšķiras no oklūzijas ar to, ka aizsprostotās daļiņas tiek izņemtas no procesa plūsmas, jo oklūzija ir pārāk liela daļiņu rezultāts, lai izietu cauri fiziskiem ierobežojumiem vidē. Vairumā gadījumu adsorbētās daļiņas ietekmē vāja ķīmiskā mijiedarbība, kas ļauj tām pieķerties cietas vielas virsmai. Adsorbētās daļiņas tiek piestiprinātas pie noteiktās vides virsmas, kļūstot par plēvi ar vāji noturētu cietās vielas daļu. Piemaisījumu molekulas tiek turētas oglekļa iekšējo poru struktūrā, izmantojot elektrostatisko pievilcību (Van der Vāla spēki), kas pazīstama arī kā ķīmiskā sorbcija.

Lielākajā daļā lietojumu aktīvā ogle adsorbcijas ceļā noņem piemaisījumus no šķidrumiem, tvaikiem vai gāzēm, kas ir virsmas parādība, kuras rezultātā aktīvās ogles iekšējās porās uzkrājas molekulas. Tas notiek porās, kas ir nedaudz lielākas par molekulām, kuras tiek adsorbētas, tāpēc ir ļoti svarīgi saskaņot aktīvās ogles vides poru izmēru ar molekulu daļiņām, kuras mēģināt adsorbēt. AES ir liela pieredze, izvēloties pareizo oglekļa materiālu jūsu lietojumam.

Granulēto aktivēto ogli galvenokārt izmanto fiksētās filtru gultās. Daži no svarīgiem aspektiem, kas jāņem vērā, ir nepieciešamais saskares laiks, filtru tvertņu izmēra noteikšana, uzpildīšanas un iztukšošanas iekārtas un drošības pasākumi. Turklāt būtisks apsvērums attiecībā uz GAC attiecas uz iespējamu reģenerāciju in situ vai ārpus tās. Parasti ļoti lielās iekārtās ir iespējams veikt reģenerāciju in situ, savukārt mazās iekārtās reģenerāciju nav iespējams veikt. Visizplatītākā aktīvās ogles reģenerācijas metode ir termiskā aktivizēšana. To veic trīs galvenajos posmos, sākot ar žāvēšanu, pēc tam karsēšanu un, visbeidzot, atlikušo organisko gazifikāciju, oksidējot gāzi (tvaiku vai oglekļa dioksīdu). Parasti oglekļa slāņa nomaiņa ir lētāka, jo Eiropā ir lielākie oglekļa ražotāji.

Tas ir mīts, ka aktīvo ogli var reģenerēt, vienkārši mazgājot atpakaļ. Backwash noņem tikai iesprostoto materiālu un pārklasificē filtra gultu. Aktivētajai oglei ir noteikts kalpošanas laiks, pēc kura tas nevar noņemt piemaisījumus, un tāpēc tas ir jānomaina.

Aktivētā ogle ir ogleklis saturošs adsorbents ar augstu iekšējo porainību un līdz ar to lielu iekšējo virsmu. Komerciālo aktīvās ogles šķirņu iekšējā virsma ir no 500 līdz 1500 m2/g. Saistībā ar pieteikuma veidu trīs galveniegrupas pastāv:

pulverveida aktīvā ogle; daļiņu izmērs 1-150 μm
Granulēta aktīvā ogle, daļiņu izmērs 0.5-4 mm
Ekstrudēta aktīvā ogle, daļiņu izmērs 0.8-4 mm
Pareizai aktivētajai oglei ir vairākas unikālas īpašības: piemēram, liels iekšējās virsmas laukums, īpašas (virsmas) ķīmiskās īpašības un laba iekšējo poru pieejamība. Poru izmēra sadalījums ir ļoti svarīgs praktiskajā pielietojumā; vislabākā atbilstība ir atkarīga no notveramajām molekulām, fāzes (gāze, šķidrums) un apstrādes apstākļiem.

Aktivētās ogles produkta vēlamā poru struktūra tiek panākta, kombinējot pareizos izejmateriālus un aktivācijas apstākļus.

Aktivētās ogles fizikālās un ķīmiskās īpašības var būtiski ietekmēt tās piemērotību konkrētam lietojumam, un ir vairāki dažādi testi, kas palīdz prognozēt oglekļa spēju veikt darbības. Joda skaitļa tests parasti var paredzēt efektivitāti, ja ir jāadsorbē ļoti mazas molekulas, piemēram, brīvais hlors. Tanīna vērtība un melases skaits vai melases atkrāsošanas efektivitāte ir piemērotāka laboratorijas testu parametriem vidēja un liela izmēra molekulām vai gadījumos, kad mazas molekulas ir kopā ar lielākām molekulām. Lietojumos, kur ir daudz dažādu noņemamo piemaisījumu, labāko aktivētās ogles veidu nav tik viegli noteikt. Ja piemaisījumu izmērs ir no ļoti maziem līdz ļoti lieliem, lielās molekulas bieži aizsprosto mazas poras, padarot tās nepieejamas citām molekulām.

Kā redzams iepriekš, aktīvās ogles filtrs izmanto adsorbciju, lai noņemtu noteiktus piemaisījumus, piemēram, brīvo hloru, smaku noņemšanu vai organiskās vielas utt. Aktīvā ogle, ko sauc arī par aktivēto kokogli, aktivēto ogli vai carbo activitus, ir ogles veids, kas tiek apstrādāts, lai to iztīrītu. ar mazām, neliela apjoma porām, kas palielina adsorbcijai vai ķīmiskajām reakcijām pieejamo virsmas laukumu.

Augstās mikroporainības pakāpes dēļ tikai viena grama aktīvās ogles virsmas laukums pārsniedz 500 m2, ko nosaka oglekļa dioksīda gāzes adsorbcijas izotermas telpā vai 0,0 grādi. temperatūra. Aktivizācijas līmeni, kas ir pietiekams lietderīgai lietošanai, var sasniegt tikai no liela virsmas laukuma; tomēr turpmāka ķīmiskā apstrāde bieži uzlabo adsorbcijas īpašības.

Lietojumprogrammas:

Aktīvās ogles filtriem ir daudz lietojumprogrammu. Tālāk ir uzskaitīti tikai daži no tiem, kas ir vissvarīgākie un izplatītākie.

Bezmaksas hlora noņemšana
Organisko vielu noņemšana
Smaku noņemšana
Bromāta noņemšana (pēc SWRO permeāta ozonēšanas)
Cukura kausējuma atkrāsošana (baltā cukura ražošana)
Melases atkrāsošanās
Gaisa attīrīšana
Katalizatora nesējs
Dūmgāzu attīrīšana (dioksīna un dzīvsudraba noņemšana)