Bộ lọc xử lý nước thải

Trong hàng ngàn năm, quá trình lọc đã được sử dụng để giảm mức độ bụi bẩn, rỉ sét, chất lơ lửng và các tạp chất khác trong nước. Điều này đạt được bằng cách đưa nước đầu vào bẩn (nước vào) qua vật liệu lọc. Khi nước đi qua vật liệu lọc, các tạp chất được giữ lại trong vật liệu vật liệu lọc. Tùy thuộc vào tạp chất và môi trường, một số cơ chế vật lý và hóa học khác nhau hoạt động trong việc loại bỏ sẽ giúp loại bỏ tạp chất khỏi nước. Một số thiết bị được sử dụng để sử dụng các cơ chế này đã thay đổi đáng kể theo thời gian.

Các cơ chế vật lý và hóa học cơ bản xảy ra trong quá trình lọc đã được hiểu rõ hơn qua nhiều năm. Những tiến bộ này đã cho phép các chuyên gia xử lý nước tối ưu hóa việc loại bỏ tạp chất khỏi nước. Hệ thống lọc loại bỏ các hạt vật chất và do diện tích bề mặt lớn của vật liệu lọc nên chúng cũng có thể được sử dụng để thúc đẩy các phản ứng hóa học dẫn đến loại bỏ một số chất gây ô nhiễm.

Nguyên tắc hấp phụ:

"Hấp phụ" là một trong những thuật ngữ được sử dụng thường xuyên nhất nhưng ít được hiểu nhất trong các cuộc thảo luận về quá trình lọc. Sự hấp phụ đề cập đến việc loại bỏ tạp chất từ ​​chất lỏng lên bề mặt chất rắn. Một hạt lơ lửng sinh ra trong nước bám vào bề mặt rắn khi xảy ra quá trình hấp phụ. Hấp phụ là sự bám dính của các nguyên tử, ion hoặc phân tử từ chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn lên bề mặt. Trong trường hợp lọc nước, các hạt rắn lơ lửng có trong chất lỏng sẽ bám vào bề mặt rắn của vật liệu.

Sự hấp phụ khác với sự tắc nghẽn ở chỗ các hạt bị chặn được loại bỏ khỏi dòng quy trình bởi vì chúng tồn tại, trong đó sự tắc nghẽn là kết quả của các hạt quá lớn để đi qua một giới hạn vật lý trong môi trường. Trong hầu hết các trường hợp, các hạt bị hấp phụ bị ảnh hưởng bởi các tương tác hóa học yếu cho phép chúng bám vào bề mặt chất rắn. Các hạt bị hấp phụ trở nên gắn liền với bề mặt của một môi trường nhất định, trở thành một phần màng được giữ yếu của chất rắn. Các phân tử tạp chất được giữ trong cấu trúc lỗ bên trong của carbon bằng lực hút tĩnh điện (lực Van der Waals) còn được gọi là Hấp thụ hóa học.

Trong hầu hết các ứng dụng, than hoạt tính loại bỏ tạp chất khỏi chất lỏng, hơi hoặc khí bằng cách hấp phụ, đây là hiện tượng bề mặt dẫn đến sự tích tụ các phân tử bên trong các lỗ bên trong của than hoạt tính. Điều này xảy ra ở các lỗ chân lông lớn hơn một chút so với các phân tử đang được hấp phụ, đó là lý do tại sao việc điều chỉnh kích thước lỗ chân lông của môi trường than hoạt tính phù hợp với các hạt phân tử mà bạn đang cố gắng hấp phụ là rất quan trọng. AES có nhiều kinh nghiệm trong việc lựa chọn vật liệu cacbon phù hợp cho ứng dụng của bạn.

Than hoạt tính dạng hạt chủ yếu được sử dụng trong các lớp lọc cố định. Một số khía cạnh quan trọng cần được xem xét là thời gian tiếp xúc cần thiết, kích thước bình lọc, cơ sở nạp và xả cũng như các biện pháp an toàn. Hơn nữa, một điểm quan trọng cần cân nhắc liên quan đến GAC là khả năng tái sinh, tại chỗ hoặc ngoài địa điểm. Thông thường tại các cơ sở lắp đặt rất lớn, có thể thực hiện tái tạo tại chỗ, trong khi ở các cơ sở nhỏ thì không thể thực hiện tái sinh. Phương pháp tái sinh than hoạt tính phổ biến nhất là kích hoạt nhiệt. Quá trình này được thực hiện theo ba bước chính, bắt đầu bằng sấy khô, sau đó gia nhiệt và cuối cùng là khí hóa hữu cơ còn sót lại bằng khí oxy hóa (hơi nước hoặc CO2). Thông thường việc thay thế giường Carbon sẽ rẻ hơn vì các nhà sản xuất Carbon lớn ở Châu Âu.

Có một quan niệm sai lầm rằng Than hoạt tính có thể được tái sinh chỉ bằng cách rửa ngược. Rửa ngược chỉ loại bỏ vật liệu bị mắc kẹt và phân loại lại Giường lọc. Than hoạt tính có tuổi thọ nhất định, sau đó nó không thể loại bỏ tạp chất và do đó cần phải loại bỏ và thay thế.

Than hoạt tính là chất hấp phụ chứa cacbon có độ xốp bên trong cao và do đó có diện tích bề mặt bên trong lớn. Các loại than hoạt tính thương mại có diện tích bề mặt bên trong từ 500 đến 1500 m2/g. Liên quan đến loại ứng dụng, banhóm tồn tại:

Than hoạt tính dạng bột; kích thước hạt 1-150 μm
Than hoạt tính dạng hạt, kích thước hạt 0.5-4 mm
Than hoạt tính ép đùn, kích thước hạt 0.8-4 mm
Than hoạt tính thích hợp có một số đặc điểm độc đáo: chẳng hạn như diện tích bề mặt bên trong lớn, tính chất hóa học (bề mặt) chuyên dụng và khả năng tiếp cận tốt của các lỗ bên trong. Sự phân bố kích thước lỗ chân lông rất quan trọng đối với ứng dụng thực tế; sự phù hợp tốt nhất phụ thuộc vào các phân tử bị giữ lại, pha (khí, lỏng) và điều kiện xử lý.

Cấu trúc lỗ mong muốn của sản phẩm than hoạt tính đạt được bằng cách kết hợp nguyên liệu thô và điều kiện kích hoạt phù hợp.

Các đặc tính vật lý và hóa học của than hoạt tính có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phù hợp của nó đối với một ứng dụng nhất định và có một số thử nghiệm khác nhau giúp dự đoán khả năng hoạt động của than. Việc kiểm tra số iốt thường có thể dự đoán hiệu quả khi các phân tử rất nhỏ như Clo tự do được hấp phụ. Giá trị tanin và số lượng mật rỉ hoặc hiệu suất khử màu của mật đường phù hợp hơn trong các thông số thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với các phân tử có kích thước trung bình và lớn hoặc khi có các phân tử nhỏ cùng với các phân tử lớn hơn. Trong các ứng dụng có nhiều loại tạp chất cần loại bỏ, loại than hoạt tính tốt nhất không dễ dàng được xác định. Khi tạp chất có kích thước từ rất nhỏ đến rất lớn, các phân tử lớn thường làm tắc nghẽn các lỗ nhỏ, khiến các phân tử khác không thể tiếp cận được.

Như đã thấy trước đó, Bộ lọc than hoạt tính sử dụng Hấp phụ để loại bỏ một số tạp chất nhất định như Clo tự do, Khử mùi hoặc Chất hữu cơ, v.v. Than hoạt tính, còn được gọi là than hoạt tính, than hoạt tính hoặc carbo activatus, là một dạng carbon được xử lý để đánh thủng với các lỗ nhỏ, thể tích thấp làm tăng diện tích bề mặt dành cho hấp phụ hoặc phản ứng hóa học.

Do mức độ xốp vi mô cao, chỉ một gam than hoạt tính có diện tích bề mặt vượt quá 500 m2, được xác định bằng đường đẳng nhiệt hấp phụ của khí carbon dioxide ở phòng hoặc 0,0 độ nhiệt độ. Mức độ kích hoạt đủ cho ứng dụng hữu ích chỉ có thể đạt được từ diện tích bề mặt cao; tuy nhiên, xử lý hóa học thêm thường tăng cường tính chất hấp phụ.

Các ứng dụng:

Có rất nhiều ứng dụng cho Bộ lọc than hoạt tính. Chỉ một số trong số chúng quan trọng và phổ biến nhất được liệt kê dưới đây.

Loại bỏ clo miễn phí
Loại bỏ chất hữu cơ
Khử mùi
Loại bỏ bromat (Sau khi ozon hóa nước thấm SWRO)
Khử màu đường tan (Sản xuất đường trắng)
Khử màu của mật đường
Thanh lọc không khí
Chất xúc tác
Lọc khí thải (Loại bỏ Dioxin & Thủy ngân)