Филтър за пречистване на отпадни води

В продължение на хиляди години филтрирането се използва за намаляване на нивото на мръсотия, ръжда, суспендирани вещества и други примеси от водата. Това се постига чрез преминаване на мръсната входна вода (входяща) през филтърна среда. Когато водата преминава през средата, примесите се задържат в материала на филтърната среда. В зависимост от примесите и средата, няколко различни физични и химични механизми са активни при отстраняването и са отговорни за отстраняването на примесите от водата. Част от оборудването, използвано за използване на тези механизми, се е променило драматично с течение на времето.

Основните физични и химични механизми, които възникват по време на филтриране, станаха по-добре разбрани през годините. Тези постижения позволиха на специалистите по пречистване на водата да оптимизират отстраняването на примесите от водата. Филтриращите системи премахват праховите частици и поради голямата повърхност на филтърната среда, те също могат да се използват за задвижване на химични реакции, които водят до отстраняване на няколко замърсителя.

Принципи на адсорбция:

„Адсорбция“ е един от най-често използваните, но най-малко разбрани термини в дискусиите за филтриране. Адсорбцията се отнася до отстраняването на примес от течност към повърхността на твърдо вещество. Родена от вода суспендирана частица се прилепва към твърда повърхност, когато настъпи адсорбция. Адсорбцията е адхезията на атоми, йони или молекули от газ, течност или твърдо вещество към повърхност. В случай на филтриране на вода, суспендираните твърди частици, присъстващи в течността, ще се придържат към твърдата повърхност на средата.

Адсорбцията се различава от оклузията по това, че запушените частици се отстраняват от потока на процеса, защото са, където запушването е резултат от това, че частиците са твърде големи, за да преминат през физическо ограничение в средата. В повечето случаи адсорбираните частици се влияят от слаби химически взаимодействия, които им позволяват да се придържат към повърхността на твърдо вещество. Адсорбираните частици се прикрепват към повърхността на дадена среда, превръщайки се във филм от слабо задържана част от твърдото вещество. Молекулите на примесите се задържат във вътрешната структура на порите на въглерода чрез електростатично привличане (сили на Ван дер Ваалс), известно също като хемосорбция.

В повечето приложения активният въглен премахва примесите от течности, пари или газ чрез адсорбция, което е повърхностен феномен, който води до натрупване на молекули във вътрешните пори на активния въглен. Това се случва в пори, малко по-големи от молекулите, които се адсорбират, поради което е много важно размерът на порите на средата с активен въглен да съответства на частиците на молекулите, които се опитвате да адсорбирате. AES има богат опит в избора на правилната въглеродна среда за вашето приложение.

Гранулираният активен въглен се използва най-вече във фиксирани филтърни легла. Някои от важните аспекти, които трябва да се вземат предвид, са необходимото време за контакт, оразмеряване на филтърните съдове, съоръжения за пълнене и изпразване и мерки за безопасност. Освен това, решаващо съображение по отношение на GAC се отнася до възможна регенерация, in situ или извън площадката. Обикновено при много големи инсталации е възможно да се извърши регенерация на място, докато в малки съоръжения не е жизнеспособно да се извърши регенерация. Най-разпространеният метод за регенериране на активен въглен е термичното активиране. Това се извършва в три основни стъпки, започвайки със сушене, след това нагряване и накрая остатъчна органична газификация чрез окислителен газ (пара или въглероден диоксид). Обикновено подмяната на леглото Carbon излиза по-евтино, тъй като основните производители на Carbon са в Европа.

Мит е, че активният въглен може да се регенерира само чрез обратно промиване. Обратното промиване само премахва уловения материал и прекласифицира филтърното легло. Активният въглен има определен живот, след който не може да премахне примесите и следователно трябва да бъде премахнат и заменен.

Активният въглен е въглероден адсорбент с висока вътрешна порьозност и следователно голяма вътрешна повърхност. Търговските видове активен въглен имат вътрешна повърхност от 500 до 1500 m2/g. Свързани с вида на приложението, три основнисъществуват групи:

Активен въглен на прах; размер на частиците 1-150 μm
Гранулиран активен въглен, размер на частиците 0.5-4 mm
Екструдиран активен въглен, размер на частиците 0.8-4 mm
Подходящият активен въглен има редица уникални характеристики: като голяма вътрешна повърхност, специални (повърхностни) химични свойства и добра достъпност на вътрешните пори. Разпределението на размера на порите е много важно за практическото приложение; най-доброто прилягане зависи от молекулите, които трябва да бъдат уловени, фазата (газ, течност) и условията на обработка.

Желаната структура на порите на продукт с активен въглен се постига чрез комбиниране на подходящата суровина и условия на активиране.

Физическите и химичните характеристики на активния въглен могат силно да повлияят на неговата пригодност за дадено приложение и има редица различни тестове, които помагат да се предвиди способността на въглена да работи. Тестът за йодно число обикновено може да предскаже ефективността, когато трябва да се адсорбират много малки молекули като свободен хлор. Стойността на танин и количеството на меласата или ефективността на обезцветяване на меласата са по-подходящи в параметрите на лабораторните тестове за средни и големи молекули или когато малки молекули присъстват с по-големи молекули. В приложения, където има голямо разнообразие от примеси за отстраняване, най-добрият тип активен въглен не се определя толкова лесно. Когато примесите варират от много малки до много големи по размер, големите молекули често запушват малки пори, правейки ги недостъпни за други молекули.

Както видяхме по-рано, филтърът с активен въглен използва адсорбция за отстраняване на определени примеси като свободен хлор, отстраняване на миризми или органични вещества и т.н. Активният въглен, наричан също активен въглен, активен въглен или carbo activatus, е форма на въглен, обработен, за да бъде продухван с малки пори с малък обем, които увеличават повърхността, достъпна за адсорбция или химични реакции.

Поради високата си степен на микропорьозност, само един грам активен въглен има повърхностна площ над 500 m2, както е определено чрез изотерми на адсорбция на газ въглероден диоксид при стайна или 0,0 градуса температура. Ниво на активиране, достатъчно за полезно приложение, може да бъде постигнато единствено от голяма повърхностна площ; по-нататъшното химическо третиране обаче често подобрява адсорбционните свойства.

Приложения:

Има много приложения за филтри с активен въглен. Само някои от тях, които са най-важни и често срещани, са изброени по-долу.

Отстраняване на свободен хлор
Отстраняване на органични вещества
Отстраняване на миризми
Отстраняване на бромат (след озониране на SWRO пермеат)
Обезцветяване на стопилка на захар (Производство на бяла захар)
Обезцветяване на меласа
Пречистване на въздуха
Носител на катализатор
Пречистване на димни газове (отстраняване на диоксин и живак)