מסנן לטיפול בשפכים

במשך אלפי שנים נעשה שימוש בסינון להפחתת רמת הלכלוך, החלודה, החומרים המרחפים ושאר זיהומים מהמים. זה מושג על ידי העברת מי הקלט המלוכלכים (ההשפעה) דרך מדיית מסנן. כשהמים עוברים דרך המדיה, הזיהומים מוחזקים בחומר חומרי המסנן. בהתאם לזיהומים הטומאה והמדיה, מספר מנגנונים פיזיקליים וכימיים שונים פעילים בהסרה אחראים להסרת זיהומים מהמים. חלק מהציוד המשמש להפעלת מנגנונים אלו השתנה באופן דרמטי עם הזמן.

המנגנונים הפיזיקליים והכימיים הבסיסיים המתרחשים במהלך הסינון הפכו מובנים יותר עם השנים. התקדמות אלו אפשרו למומחי טיפול במים לייעל את הסרת הזיהומים מהמים. מערכות סינון מסירות חומר חלקיקי, ובגלל שטח הפנים הגדול של מדיית הסינון, ניתן להשתמש בהן גם כדי להניע תגובות כימיות המביאות להסרה של מספר מזהמים.

עקרונות ספיחה:

"ספיחה" הוא אחד המונחים הנפוצים ביותר אך הכי פחות מובנים בדיונים על סינון. ספיחה מתייחסת להסרת טומאה מנוזל אל פני השטח של מוצק. חלקיק מרחף הנולד במים נצמד למשטח מוצק כאשר מתרחשת ספיחה. ספיחה היא הידבקות של אטומים, יונים או מולקולות מגז, נוזל או מוצק למשטח. במקרה של סינון מים, החלקיקים המוצקים המרחפים הקיימים בנוזל ייצמדו למשטח המוצק של המדיה.

ספיחה שונה מחסימה בכך שחלקיקים חסומים מוסרים מזרם תהליך מכיוון שהם, כאשר החסימה היא תוצאה של חלקיקים גדולים מכדי לעבור דרך הגבלה פיזית במדיה. ברוב המקרים, חלקיקים נספגים מושפעים מאינטראקציות כימיות חלשות המאפשרות להם להיצמד לפני השטח של מוצק. חלקיקים נספגים נקשרים אל פני השטח של מדיה נתונה, והופכים לסרט של חלק מוחזק חלש מהמוצק. מולקולות הטומאה מוחזקות בתוך מבנה הנקבוביות הפנימי של הפחמן על ידי משיכה אלקטרוסטטית (כוחות ואן דר ואלס) הידועה גם בשם כימיסורפציה.

ברוב היישומים פחמן פעיל מסיר זיהומים מנוזלים, אדים או גז על ידי ספיחה., שהיא תופעה פני השטח שגורמת להצטברות של מולקולות בתוך הנקבוביות הפנימיות של פחם פעיל. זה מתרחש בנקבוביות מעט גדולות מהמולקולות הנספגות, ולכן חשוב מאוד להתאים את גודל הנקבוביות של מדיית הפחמן הפעיל לחלקיקי המולקולות שאתה מנסה לספוח. ל-AES ניסיון רב בבחירת מדיית הפחמן הנכונה עבור היישום שלך.

פחמן פעיל גרגירי משמש בעיקר במיטות סינון קבועות. חלק מההיבטים החשובים שיש לקחת בחשבון הם זמן מגע נדרש, גודל כלי סינון, מתקני מילוי וריקון ואמצעי בטיחות. יתר על כן, שיקול מכריע לגבי GAC מתייחס להתחדשות אפשרית, באתר או מחוץ לאתר. בדרך כלל במתקנים גדולים מאוד ניתן לבצע רגנרציה במקום, בעוד שבמתקנים קטנים לא כדאי לבצע רגנרציה. שיטת התחדשות הפחם הפעיל הנפוצה ביותר היא הפעלה תרמית. זה מבוצע בשלושה שלבים עיקריים, החל בייבוש, לאחר מכן חימום, ולבסוף גיזוז אורגני שיורי על ידי גז מחמצן (קיטור או פחמן דו חמצני). בדרך כלל החלפת מיטת הפחמן יוצאת זולה יותר מכיוון שיצרני הפחמן הגדולים נמצאים באירופה.

זהו מיתוס שניתן לשקם פחמן פעיל על ידי שטיפה לאחור בלבד. שטיפה לאחור רק מסירה את החומר הכלוא ומסווגת מחדש את מיטת המסנן. לפחמן פעיל יש חיים מסוימים שלאחריהם הוא לא יכול להסיר זיהומים ולכן יש להסירו להחליף.

פחם פעיל הוא סופח פחמי עם נקבוביות פנימית גבוהה, ומכאן שטח פנים פנימי גדול. לדרגות פחם פעיל מסחריות יש שטח פנים פנימי של 500 עד 1500 מ"ר לגרם. קשור לסוג הבקשה, שלוש עיקריותקיימות קבוצות:

פחם פעיל באבקת; גודל חלקיקים 1-150 מיקרומטר
פחם פעיל גרגירי, גודל חלקיקים 0.5-4 מ"מ
פחם פעיל שחול, גודל חלקיקים 0.8-4 מ"מ
לפחם פעיל תקין יש מספר מאפיינים ייחודיים: כגון שטח פנים פנימי גדול, תכונות כימיות ייעודיות (פני השטח) ונגישות טובה של נקבוביות פנימיות. חלוקת גודל הנקבוביות חשובה ביותר עבור היישום המעשי; ההתאמה הטובה ביותר תלויה במולקולות שיילכדו, בשלב (גז, נוזל) ובתנאי הטיפול.

מבנה הנקבוביות הרצוי של מוצר פחם פעיל מושג על ידי שילוב של חומר הגלם ותנאי ההפעלה הנכונים.

המאפיינים הפיזיקליים והכימיים של פחמן פעיל יכולים להשפיע מאוד על התאמתו ליישום נתון, וישנן מספר בדיקות שונות המסייעות לחזות את יכולתו של פחמן לבצע. בדיקת מספר היוד יכולה בדרך כלל לחזות יעילות כאשר יש לספוח מולקולות קטנות מאוד כמו כלור חופשי. ערך טאנין ומספר מולסה או יעילות דה-צבע של מולסה מתאימים יותר בפרמטרים של בדיקות מעבדה עבור מולקולות בינוניות וגדולות או כאשר מולקולות קטנות קיימות עם מולקולות גדולות יותר. ביישומים שבהם יש מגוון רחב של זיהומים שיש להסיר, הסוג הטוב ביותר של פחם פעיל לא נקבע בקלות כל כך. כאשר זיהומים נעים בגודל קטן מאוד לגדול מאוד, המולקולות הגדולות סותמות לעתים קרובות נקבוביות קטנות, מה שהופך אותן לבלתי נגישות למולקולות אחרות.

כפי שנראה קודם לכן, מסנן הפחם הפעיל עושה שימוש בספיחה כדי להסיר זיהומים מסוימים כמו כלור חופשי, הסרת ריחות או רכיבים אורגניים וכו'. פחם פעיל, הנקרא גם פחם פעיל, פחם פעיל או פחמן פעיל, הוא סוג של פחמן המעובד כדי להיות ספוג. עם נקבוביות קטנות בנפח נמוך המגדילות את שטח הפנים הזמין לספיחה או לתגובות כימיות.

בשל מידת הנקבוביות הגבוהה שלו, רק לגרם אחד של פחמן פעיל יש שטח פנים העולה על 500 m2, כפי שנקבע על ידי איזותרמיות ספיחה של גז פחמן דו חמצני בחדר או 0.0 מעלות. טֶמפֶּרָטוּרָה. ניתן להשיג רמת הפעלה מספיקה ליישום שימושי אך ורק משטח פנים גבוה; עם זאת, טיפול כימי נוסף משפר לעתים קרובות את תכונות הספיחה.

יישומים:

יש הרבה יישומים עבור מסנני פחם פעיל. רק חלק מהם החשובים והנפוצים ביותר מפורטים להלן.

הסרת כלור בחינם
הסרת חומרים אורגניים
הסרת ריחות
הסרת ברומט (לאחר אוזון של SWRO Permeate)
הסרת צבע של סוכר נמס (ייצור סוכר לבן)
דה-צבעוניות של מולסה
טיהור אוויר
מוביל זרז
טיהור גזי פליטה (סילוק דיוקסין וכספית)