Az aktív szén alkalmazása a vízkezelésben

Minden felület hajlamos spontán módon csökkenteni a felületi energiát. Mivel a szilárd felületek nem zsugorodhatnak szabadon, a felületi feszültség csökkentésével csökkentik a felületi energiát, ami a szilárd felületeken fellépő adszorpció alapvető oka. Az aktív szén rendkívül fejlett pórusszerkezettel és rendkívül nagy fajlagos felülettel rendelkezik, ami erős adszorpciós képességet biztosít a vízben oldott szerves anyagok, például benzolvegyületek, fenolos vegyületek, kőolaj és kőolajszármazékok számára. Mag-adszorbenskéntAktív szén szennyvíztisztításhozhatékonyan eltávolíthatja a biológiai és egyéb hagyományos kezelésekkel nehezen eltávolítható szerves anyagokat is, beleértve a színezéket okozó anyagokat, a szagtalanító anyagokat, a felületaktív anyagokat, a gyomirtó szereket, a szintetikus színezékeket, az aminokat és számos mesterségesen előállított szerves vegyületet. Ezért az aktív szén adszorpciós technológia, különösen az alkalmazásaAktív szén szennyvíztisztításhoz, széles körben elterjedt a vízkezelésben.

 

I. Az aktív szén jellemzői

Az aktív szén porózus széntartalmú anyag, jól-kifejlett mikropórusos szerkezettel és hatalmas fajlagos felülettel. Számos szén-{2}}alapú adszorbenst takar, amelyek számos vegyi anyagot képesek megkötni a felületén. A kezdetben a cukorfinomító iparban alkalmazott aktív szenet később széles körben használták szerves és bizonyos szervetlen szennyeződések eltávolítására a szennyvízből, mint pl.Aktív szén szennyvíztisztításhozkiemelkedik a komplex szennyvízellátás célzott teljesítményével.

 

1.1 Az aktív szén általános tulajdonságai

Az aktív szén sötétfekete megjelenésű, kiemelkedő adszorpciós teljesítménnyel. Stabil kémiai tulajdonságokkal büszkélkedhet, ellenáll az erős savaknak és erős lúgoknak, valamint tolerálja a vízbe merítést és a magas hőmérsékletet. A víznél kisebb sűrűségű porózus hidrofób adszorbensnek minősül.

 

 

1.2 Az aktív szén adszorpciós mechanizmusa

Az aktív szénen történő adszorpció a telítetlen atomerőtérből, a szilárd felületeken pedig a felületi energiából származik. Az anyag adszorbeálja a molekulákat, hogy csökkentse felületi energiáját. Miután a szilárd anyag adszorbeálja az oldott anyag molekulákat az oldatból, az ömlesztett oldat oldott anyag koncentrációja csökken, míg az adszorbeált molekulák sűrűn halmozódnak fel a szilárd felületen.

Az aktív szén előállítása során az illékony szerves komponensek kiürülnek, és a rácsok közötti üregek-képződnek, amelyek számtalan, különböző alakú és méretű finom pórust hoznak létre. A pórusok általában az aktív szénrészecskék teljes térfogatának 70-80%-át teszik ki. Ezek a pórusok formájukban és pórusméret-eloszlásukban igen eltérőek. A pórusfalak teljes felülete, azaz a fajlagos felület általában eléri az 500-1700 m²/g-ot, ami az aktív szén erőteljes adszorpciós képességének és nagy adszorpciós terhelésének elsődleges oka.

Az aktív szén adszorpciós teljesítménye nemcsak a finom pórusok szerkezetétől és eloszlásától függ, hanem felületi kémiai tulajdonságaitól is. Maga az aktív szén nem-poláris; felületi funkciós csoport tartalma és felületi töltése a nyersanyag összetételétől és az aktiválási körülményektől függően változik. Alacsony hőmérsékleten aktivált szén (< 500°C) generates surface acidic oxides that release H⁺ upon hydrolysis. Weak polarity on the carbon surface enables polar solutes to compete for active adsorption sites, reducing the adsorption capacity of non-polar solutes. Meanwhile, ion exchange adsorption and complexation reactions occur between activated carbon and certain metal ions in water, improving the removal efficiency of metal ions.

Összefoglalva, a mikropórusos szerkezetek uralják az adszorpciós kapacitást, mivel a mikropórusok a teljes fajlagos felület szinte teljes részét teszik ki. A makropórusok és az átmeneti pórusok durva, illetve finom anyagátviteli csatornaként működnek; mennyiségük és eloszlásuk nagymértékben befolyásolja az adszorpciót és a deszorpciós sebességet. Ezenkívül a felület kémiai tulajdonságai is befolyásolják az aktív szén adszorpciós teljesítményét.

 

II. Az aktív szén alkalmazása a vízkezelésben

Az aktív szén adszorpciós eljárása az előnyben részesített technológia a szerves szennyező anyagok vízből történő eltávolítására. A bőséges nyersanyagforrásoknak és a nagy fajlagos felületnek köszönhetően magas szín-, szag-, íz- és egyéb szerves szennyeződés-eltávolítási arányt ér el, ami a vízkezelésben való alkalmazásának kiterjesztéséhez vezet.

A porított aktív szén (PAC) különösen hatékony az algasejtek által kiválasztott kis-molekula-tömegű oldott szerves szén (DOC) esetében, és hatékonyan képes eltávolítani a vízben lévő mikrocisztineket. Az aktívszén-szűrő beszerelése a hagyományos lassú homokszűrők után eltávolítja a szagokat okozó szerves anyagokat, például a geozmint és a 2-metil-izoborneolt (MIB), és drasztikusan csökkenti a szennyvíz kellemetlen ízét és szagát. Az aktív szén azonban korlátozott adszorpciós teljesítményt mutat a rendkívül veszélyes halogénezett szénhidrogének esetében, és a telített aktív szén regenerálása sokáig nem hozott kielégítő eredményeket. Jelenleg kutatás-fejlesztés alatt állnak az új adszorbensek, köztük az aktív szénszálak és a porózus műgyanták.

 

 

2.1 Alkalmazás az ivóvízkezelésben

A szemcsés aktív szénnel (GAC) töltött Rapid biológiai szűrőket gyakran használják másodlagos szűrőegységként. A szemcsés aktívszén felületéhez tapadt mikrobák lebontják a biológiailag lebomló szerves anyagokat (BOM) a vízben, ezt a folyamatot másodlagos biológiai aktív szén szűrésnek is nevezik. A szakirodalom igazolta megbízható kezelési hatékonyságát. A működési költségek csökkentése és a vízi üzemekben való népszerűsítés elősegítése érdekében kétrétegű szűrőkoncepciót javasoltak: „elsődleges homokszűrés + biológiai aktív szénszűrés”. A BOM eltávolítására szolgáló biológiai szűrők előnyei a következők:

1. Csökkenti a tápanyagokat a baktériumok szaporodásához a vízellátó csővezetékekben, és hatékonyan gátolja a baktériumok szaporodását;
2. Csökkenti a fertőtlenítőszerekkel reakcióba lépő szerves anyagok mennyiségét, csökkenti a fertőtlenítőszer adagját és stabilizálja a maradék fertőtlenítőszer koncentrációt a kész vízben;
3. Megszünteti a fertőtlenítési melléktermékek szerves prekurzorait-, csökkentve a fertőtlenítés-termékek általi mennyiségét a kész vízben;
4. A szerves szennyező anyagokat szervetlen végtermékekké alakítja;
5. Az elöregedett és leválasztott biofilm maradványai könnyebben ártalmatlaníthatók, mint a vegyszeres csapadékiszap;
6. A biológiai kezelés alacsonyabb működési költségeket biztosít, mint az önálló aktívszén adszorpció.

 

 

2.2 A szennyvíz szagtalanítása aktív szénnel

Az aktívszén adszorpciós oszlopok a kellemetlen szagú anyagok széles skáláját képesek eltávolítani. A kellemetlen szagú komponenseket, például az acetaldehidet és az indolt fizikai adszorpcióval távolítják el, míg a hidrogén-szulfidot (H₂S), a merkaptánokat és más kén-tartalmú vegyületeket a szénfelületen végbemenő oxidációs reakciók, majd másodlagos adszorpció útján távolítják el. Az aktív szén kiválóan teljesít hidrogén-szulfidot és kén-tartalmú vegyületeket, ugyanakkor korlátozott eltávolító hatást mutat az ammónia- és nitrogén-tartalmú szerves anyagokra.

Az adszorpciós telítettség elérése előtt az aktív szén viszonylag stabilan tartja a kellemetlen szagú anyagok eltávolítási sebességét, és erősen ellenáll a gázáram ütési terhelésének, így széleskörű alkalmazkodóképességet biztosít. Ennek ellenére az adszorbens gyakori regenerálása nem célszerű, ezért a bejövő füstgáz koncentrációját alacsony szinten kell szabályozni.

 

2.3 Nyomtatási és festési szennyvíz színtelenítése aktív szénnel

Az aktív szén adszorpciója figyelemre méltó kezelési teljesítményt biztosít a komplex festékgyártási szennyvíz számára. A szabványos folyamatfolyamat az alábbiakban látható:

1. Az anaerob előkezelést, majd a koagulációt és az ülepítést követően a KOI eltávolítási arány eléri a körülbelül 83%-ot, az elszíneződési arány pedig eléri a 99,3%-ot, kedvező bemeneti feltételeket teremtve a későbbi aktív szén adszorpciójához.
2. Az aktív szén kiváló adszorpciós képességgel rendelkezik. Az optimális adszorpciós paraméterek ehhez a folyamathoz a következők: pH=4, porított aktív szén adagolása 20 g/L, folyamatos keverés az adszorpció alatt és az adszorpció időtartama 40 perc. Az adszorpció után a szennyvíz CODCr-értéke 150 mg/L alá csökken, ami megfelel a nemzeti kibocsátási szabványoknak.
3. Két regenerációs módszer, a lúgos elúció és a Fenton-reagens oxidáció, hatékonyan állíthatja vissza a telített aktív szén adszorpciós teljesítményét. A regenerálás után a regenerált szén még mindig eléri a 77% feletti KOI-eltávolítási arányt és a 97% feletti elszíneződési arányt.

 

A kiterjedt nyersanyagforrások, a nagy felületi energia, a nagy adszorpciós kapacitás és a kényelmes újrahasznosíthatóság előnyeit élvező aktív szén adszorpciós technológia érett fejlődést és széles körű alkalmazást ért el a szennyvízkezelésben. Cégünk a kifejezetten vízkezelésre kifejlesztett aktív szén termékek teljes sorozatát kínálja. Kérdés esetén forduljon hozzánk bizalommal!

Lépjen kapcsolatba most