Jätevedenpuhdistussuodatin

Suodatusta on käytetty tuhansien vuosien ajan vähentämään veden lian, ruosteen, suspendoituneen aineen ja muiden epäpuhtauksien määrää. Tämä saavutetaan ohjaamalla likainen tulovesi (tulovesi) suodatinaineen läpi. Kun vesi kulkee väliaineen läpi, epäpuhtaudet pysyvät suodatinmateriaalissa. Riippuen epäpuhtauksista ja väliaineista, useat erilaiset fysikaaliset ja kemialliset mekanismit ovat aktiivisia poistamisessa, jotka vastaavat epäpuhtauksien poistamisesta vedestä. Jotkut näiden mekanismien käyttämiseen käytetyistä laitteista ovat muuttuneet dramaattisesti ajan myötä.

Suodatuksen aikana esiintyvät fysikaaliset ja kemialliset perusmekanismit ovat tulleet vuosien mittaan paremmin ymmärretyiksi. Nämä edistysaskeleet ovat antaneet vedenkäsittelyasiantuntijoille mahdollisuuden optimoida epäpuhtauksien poiston vedestä. Suodatusjärjestelmät poistavat hiukkaset, ja suodatinmateriaalin suuren pinta-alan vuoksi niitä voidaan käyttää myös useiden epäpuhtauksien poistamiseen johtavien kemiallisten reaktioiden ohjaamiseen.

Adsorption periaatteet:

"Adsorptio" on yksi yleisimmin käytetyistä, mutta vähiten ymmärretyistä termeistä suodatuskeskusteluissa. Adsorptio tarkoittaa epäpuhtauden poistamista nesteestä kiinteän aineen pinnalle. Vedessä syntynyt suspendoitunut hiukkanen kiinnittyy kiinteään pintaan adsorption tapahtuessa. Adsorptio on atomien, ionien tai molekyylien tarttumista kaasusta, nesteestä tai kiinteästä aineesta pintaan. Veden suodatuksen tapauksessa nesteessä olevat suspendoituneet kiinteät hiukkaset tarttuvat väliaineen kiinteään pintaan.

Adsorptio eroaa tukkeutumisesta siinä, että tukkeutuneet hiukkaset poistetaan prosessivirrasta, koska ne ovat, jolloin okkluusio johtuu siitä, että hiukkaset ovat liian suuria läpäistäkseen väliaineessa olevan fyysisen rajoituksen. Useimmissa tapauksissa adsorboituihin hiukkasiin vaikuttavat heikot kemialliset vuorovaikutukset, jotka mahdollistavat niiden kiinnittymisen kiinteän aineen pintaan. Adsorboituneet hiukkaset kiinnittyvät tietyn väliaineen pintaan, jolloin niistä tulee kalvo, jossa on heikosti pidetty osa kiinteää ainetta. Epäpuhtausmolekyylit pysyvät hiilen sisäisessä huokosrakenteessa sähköstaattisen vetovoiman (Van der Waalsin voimat) avulla, joka tunnetaan myös nimellä Chemisorption.

Useimmissa sovelluksissa aktiivihiili poistaa epäpuhtaudet nesteistä, höyryistä tai kaasusta adsorptiolla. Tämä on pintailmiö, joka johtaa molekyylien kerääntymiseen aktiivihiilen sisähuokosten sisään. Tämä tapahtuu huokosissa, jotka ovat hieman suurempia kuin adsorboitavat molekyylit, minkä vuoksi on erittäin tärkeää sovittaa aktiivihiilen huokoskoko yhteen molekyylihiukkasiin, joita yrität adsorboida. AES:llä on laaja kokemus oikeiden hiilimateriaalien valitsemisesta sovellukseesi.

Rakeista aktiivihiiltä käytetään enimmäkseen kiinteissä suodatinpedeissä. Tärkeitä huomioitavia näkökohtia ovat vaadittu kosketusaika, suodatinastioiden mitoitus, täyttö- ja tyhjennysmahdollisuudet sekä turvatoimenpiteet. Lisäksi ratkaiseva näkökohta GAC:n suhteen viittaa mahdolliseen regenerointiin, in situ tai off-site. Normaalisti erittäin suurissa asennuksissa on mahdollista suorittaa in situ regenerointi, kun taas pienissä laitoksissa regenerointi ei ole kannattavaa. Yleisin aktiivihiilen regenerointimenetelmä on lämpöaktivointi. Tämä suoritetaan kolmessa suuressa vaiheessa, alkaen kuivaamisesta, sitten kuumennuksesta ja lopuksi jäännösorgaanisesta kaasutuksesta hapettavalla kaasulla (höyry tai hiilidioksidi). Normaalisti hiilipatjan vaihtaminen on halvempaa kuin suuret hiilivalmistajat Euroopassa.

Se on myytti, että aktiivihiiltä voidaan regeneroida pelkällä vastahuuhtelulla. Backwash poistaa vain jääneen materiaalin ja luokittelee suodatinkerroksen uudelleen. Aktiivihiilellä on tietty käyttöikä, jonka jälkeen se ei voi poistaa epäpuhtauksia ja siksi se on poistettava.

Aktiivihiili on hiilipitoinen adsorbentti, jolla on korkea sisähuokoisuus ja siten suuri sisäpinta-ala. Kaupallisten aktiivihiililaatujen sisäpinta-ala on 500-1500 m2/g. Sovellustyyppiin liittyvät kolme pääasiallistaryhmiä on olemassa:

jauhettu aktiivihiili; hiukkaskoko 1-150 μm
Rakeinen aktiivihiili, hiukkaskoko 0.5-4 mm
Ekstrudoitu aktiivihiili, hiukkaskoko 0.8-4 mm
Oikealla aktiivihiilellä on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia: kuten suuri sisäpinta-ala, erityiset (pinnan) kemialliset ominaisuudet ja hyvä pääsy sisähuokosiin. Huokoskokojakauma on erittäin tärkeä käytännön sovelluksen kannalta; Paras sopivuus riippuu suljettavista molekyyleistä, faasista (kaasu, neste) ja käsittelyolosuhteista.

Aktiivihiilituotteen haluttu huokosrakenne saavutetaan yhdistämällä oikeat raaka-aineet ja aktivointiolosuhteet.

Aktiivihiilen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet voivat vaikuttaa voimakkaasti sen soveltuvuuteen tiettyyn käyttötarkoitukseen, ja on olemassa useita erilaisia ​​testejä, jotka auttavat ennustamaan hiilen suorituskykyä. Jodilukutesti voi yleensä ennustaa tehokkuuden, kun hyvin pieniä molekyylejä, kuten vapaata klooria, on tarkoitus adsorboida. Tanniiniarvo ja melassin määrä tai melassin värinpoistotehokkuus ovat sopivampia laboratoriotestien parametreissä keskikokoisille ja suurille molekyyleille tai kun pieniä molekyylejä on läsnä suurempien molekyylien kanssa. Sovelluksissa, joissa on paljon erilaisia ​​poistettavia epäpuhtauksia, parasta aktiivihiilen tyyppiä ei ole niin helppo määrittää. Kun epäpuhtaudet vaihtelevat kooltaan hyvin pienistä erittäin suuriin, suuret molekyylit usein tukkivat pienet huokoset, jolloin muut molekyylit eivät pääse niihin käsiksi.

Kuten aiemmin on nähty, aktiivihiilisuodatin käyttää adsorptiota tiettyjen epäpuhtauksien, kuten vapaan kloorin, hajunpoiston tai orgaanisten aineiden jne. poistamiseen. Aktiivihiili, jota kutsutaan myös aktiivihiileksi, aktiivihiileksi tai carbo activitukseksi, on hiilen muoto, joka on prosessoitu täytettäväksi. pienillä, pienitilavuuksisilla huokosilla, jotka lisäävät adsorptiolle tai kemiallisille reaktioille käytettävissä olevaa pinta-alaa.

Korkean mikrohuokoisuutensa ansiosta vain yhden gramman aktiivihiiltä pinta-ala on yli 500 m2, määritettynä hiilidioksidikaasun adsorptioisotermeillä huoneessa tai 0,0 asteessa. lämpötila. Käyttökelpoiseen käyttöön riittävä aktivointitaso voidaan saavuttaa pelkästään suurelta pinta-alalta; kemiallinen lisäkäsittely kuitenkin usein parantaa adsorptioominaisuuksia.

Sovellukset:

Aktiivihiilisuodattimille on monia sovelluksia. Vain osa niistä, jotka ovat tärkeimpiä ja yleisimpiä, on lueteltu alla.

Ilmainen kloorin poisto
Orgaanisen aineen poisto
Hajunpoisto
Bromaatin poisto (SWRO-permeaatin otsonoinnin jälkeen)
Sokerin sulan värinpoisto (valkoisen sokerin valmistus)
Melassin värinpoisto
Ilmanpuhdistus
Katalysaattorin kantaja
Savukaasujen puhdistus (dioksiinin ja elohopean poisto)