กรองบำบัดน้ำเสีย

เป็นเวลาหลายพันปีที่มีการใช้การกรองเพื่อลดระดับสิ่งสกปรก สนิม สารแขวนลอย และสิ่งสกปรกอื่นๆ จากน้ำ ซึ่งสามารถทำได้โดยการส่งน้ำสกปรก (ไหลเข้า) ผ่านตัวกลางกรอง เมื่อน้ำไหลผ่านตัวกลาง สิ่งเจือปนจะถูกกักไว้ในวัสดุกรอง กลไกทางกายภาพและเคมีที่แตกต่างกันหลายอย่างมีบทบาทในการกำจัด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปน สิ่งเจือปนและสื่อ มีหน้าที่ในการกำจัดสิ่งเจือปนออกจากน้ำ อุปกรณ์บางอย่างที่ใช้กลไกเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป

กลไกทางกายภาพและเคมีพื้นฐานที่เกิดขึ้นระหว่างการกรองเป็นที่เข้าใจกันมากขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าเหล่านี้ทำให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการบำบัดน้ำสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการกำจัดสิ่งเจือปนออกจากน้ำได้ ระบบการกรองจะกำจัดอนุภาค และเนื่องจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของตัวกลางกรอง จึงสามารถใช้เพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาเคมีที่ส่งผลให้มีการกำจัดสิ่งปนเปื้อนหลายชนิด

หลักการดูดซับ:

"การดูดซับ" เป็นคำศัพท์ที่ใช้บ่อยที่สุดแต่เป็นที่เข้าใจน้อยที่สุดในการอภิปรายเรื่องการกรอง การดูดซับหมายถึงการกำจัดสิ่งเจือปนจากของเหลวไปยังพื้นผิวของของแข็ง อนุภาคแขวนลอยที่เกิดจากน้ำจะเกาะติดกับพื้นผิวแข็งเมื่อเกิดการดูดซับ การดูดซับคือการยึดเกาะของอะตอม ไอออน หรือโมเลกุลจากก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งสู่พื้นผิว ในกรณีของการกรองน้ำ อนุภาคของแข็งแขวนลอยที่อยู่ในของเหลวจะเกาะติดกับพื้นผิวของแข็งของตัวกลาง

การดูดซับแตกต่างจากการบดเคี้ยวตรงที่ว่าอนุภาคที่ถูกบดบังจะถูกกำจัดออกจากการไหลของกระบวนการ เนื่องจากเป็นเช่นนั้น โดยที่การบดเคี้ยวเป็นผลจากการที่อนุภาคมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะผ่านข้อจำกัดทางกายภาพในตัวกลาง ในกรณีส่วนใหญ่ อนุภาคที่ถูกดูดซับจะได้รับผลกระทบจากปฏิกิริยาทางเคมีที่อ่อนแอซึ่งทำให้อนุภาคเหล่านี้เกาะติดกับพื้นผิวของของแข็งได้ อนุภาคที่ถูกดูดซับจะเกาะติดกับพื้นผิวของตัวกลางที่กำหนด กลายเป็นฟิล์มของส่วนที่ยึดแน่นอย่างอ่อนของของแข็ง โมเลกุลของสิ่งเจือปนจะถูกกักไว้ภายในโครงสร้างรูพรุนภายในของคาร์บอนด้วยแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต (แรงของ Van der Waals) หรือที่เรียกว่า Chemisorption

ในการใช้งานส่วนใหญ่ ถ่านกัมมันต์จะขจัดสิ่งสกปรกออกจากของเหลว ไอระเหย หรือก๊าซโดยการดูดซับ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์พื้นผิวที่ส่งผลให้เกิดการสะสมของโมเลกุลภายในรูขุมขนภายในของถ่านกัมมันต์ สิ่งนี้เกิดขึ้นในรูขุมขนที่มีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลที่ถูกดูดซับเล็กน้อย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องจับคู่ขนาดรูพรุนของตัวกลางถ่านกัมมันต์กับอนุภาคโมเลกุลที่คุณพยายามดูดซับ AES มีประสบการณ์มากมายในการเลือกตัวกลางคาร์บอนที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณ

ถ่านกัมมันต์แบบเม็ดส่วนใหญ่จะใช้ในเตียงกรองแบบตายตัว สิ่งสำคัญบางประการที่ต้องพิจารณา ได้แก่ เวลาติดต่อที่ต้องใช้ ขนาดของภาชนะกรอง สิ่งอำนวยความสะดวกในการบรรจุและเททิ้ง และมาตรการด้านความปลอดภัย นอกจากนี้ ข้อพิจารณาที่สำคัญเกี่ยวกับ GAC ยังหมายถึงการฟื้นฟูที่เป็นไปได้ ในแหล่งกำเนิดหรือนอกสถานที่ โดยปกติแล้วในสถานประกอบการขนาดใหญ่มาก เป็นไปได้ที่จะดำเนินการฟื้นฟูในแหล่งกำเนิด ในขณะที่ในสถานประกอบการขนาดเล็กจะไม่สามารถดำเนินการฟื้นฟูได้ วิธีการฟื้นฟูถ่านกัมมันต์ที่ใช้กันมากที่สุดคือการกระตุ้นด้วยความร้อน ซึ่งดำเนินการในสามขั้นตอนหลัก โดยเริ่มจากการทำให้แห้ง จากนั้นให้ความร้อน และสุดท้ายคือการทำให้เป็นแก๊สอินทรีย์ที่ตกค้างโดยการออกซิไดซ์ก๊าซ (ไอน้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์) โดยปกติการเปลี่ยนเบดคาร์บอนจะมีราคาถูกกว่าเนื่องจากผู้ผลิตคาร์บอนรายใหญ่อยู่ในยุโรป

มีความเชื่อกันว่าถ่านกัมมันต์สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้โดยการล้างย้อนเท่านั้น การล้างย้อนจะกำจัดเฉพาะวัสดุที่ติดอยู่และจัดประเภทตัวกรองเบดใหม่ ถ่านกัมมันต์จะมีอายุการใช้งานหนึ่งซึ่งไม่สามารถขจัดสิ่งสกปรกออกไปได้ จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนถ่านกัมมันต์ใหม่

ถ่านกัมมันต์เป็นตัวดูดซับที่เป็นคาร์บอนซึ่งมีความพรุนภายในสูง ดังนั้นจึงมีพื้นที่ผิวภายในขนาดใหญ่ เกรดถ่านกัมมันต์เชิงพาณิชย์มีพื้นที่ผิวภายใน 500 ถึง 1,500 ตร.ม./กรัม ที่เกี่ยวข้องกับประเภทของการสมัครสามหลักมีกลุ่มอยู่:

ถ่านกัมมันต์แบบผง ขนาดอนุภาค 1-150 μm
ถ่านกัมมันต์แบบเม็ด ขนาดอนุภาค 0.5-4 มม
ถ่านกัมมันต์อัดขึ้นรูป ขนาดอนุภาค 0.8-4 มม
ถ่านกัมมันต์ที่เหมาะสมมีลักษณะเฉพาะหลายประการ เช่น พื้นที่ผิวภายในขนาดใหญ่ คุณสมบัติทางเคมีเฉพาะ (พื้นผิว) และการเข้าถึงรูพรุนภายในได้ดี การกระจายขนาดรูพรุนมีความสำคัญอย่างมากสำหรับการใช้งานจริง ความเหมาะสมที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับโมเลกุลที่จะดักจับ เฟส (ก๊าซ ของเหลว) และสภาวะการบำบัด

โครงสร้างรูพรุนที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ถ่านกัมมันต์นั้นได้มาจากการผสมผสานวัตถุดิบและสภาวะการกระตุ้นที่เหมาะสม

ลักษณะทางกายภาพและเคมีของถ่านกัมมันต์สามารถมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเหมาะสมในการใช้งานที่กำหนด และมีการทดสอบต่างๆ มากมายที่ช่วยทำนายความสามารถของคาร์บอนในการดำเนินการ การทดสอบเลขไอโอดีนมักจะสามารถทำนายประสิทธิภาพได้เมื่อโมเลกุลขนาดเล็กมาก เช่น คลอรีนอิสระ ถูกดูดซับ ค่าแทนนินและจำนวนกากน้ำตาลหรือประสิทธิภาพการลดสีของกากน้ำตาลมีความเหมาะสมมากกว่าในพารามิเตอร์การทดสอบในห้องปฏิบัติการสำหรับโมเลกุลขนาดกลางและขนาดใหญ่ หรือเมื่อมีโมเลกุลขนาดเล็กและมีโมเลกุลขนาดใหญ่ ในการใช้งานที่ต้องกำจัดสิ่งเจือปนหลายประเภท ถ่านกัมมันต์ชนิดที่ดีที่สุดนั้นไม่สามารถระบุได้ง่ายนัก เมื่อสิ่งสกปรกมีขนาดตั้งแต่เล็กมากไปจนถึงใหญ่มาก โมเลกุลขนาดใหญ่มักจะอุดตันรูพรุนขนาดเล็ก ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงโมเลกุลอื่นได้

ดังที่เห็นก่อนหน้านี้ ตัวกรองถ่านกัมมันต์ใช้การดูดซับเพื่อขจัดสิ่งสกปรกบางอย่าง เช่น คลอรีนอิสระ การกำจัดกลิ่น หรือสารอินทรีย์ เป็นต้น ถ่านกัมมันต์หรือที่เรียกว่าถ่านกัมมันต์ ถ่านกัมมันต์ หรือคาร์โบแอคติวัตัส คือรูปแบบหนึ่งของคาร์บอนที่แปรรูปให้ต้องกำจัด มีรูพรุนขนาดเล็ก ปริมาณน้อย ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการดูดซับหรือปฏิกิริยาเคมี

เนื่องจากมีความพรุนขนาดเล็กมาก ถ่านกัมมันต์เพียง 1 กรัมจึงมีพื้นที่ผิวเกิน 500 ตร.ม. ตามที่กำหนดโดยการดูดซับไอโซเทอร์มของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ห้องหรือ 0.0 องศา อุณหภูมิ. ระดับการเปิดใช้งานที่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่มีประโยชน์อาจได้รับจากพื้นที่ผิวสูงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การบำบัดด้วยสารเคมีเพิ่มเติมมักจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติการดูดซับ

การใช้งาน:

มีการใช้งานมากมายสำหรับตัวกรองถ่านกัมมันต์ เฉพาะบางส่วนที่สำคัญที่สุดและพบบ่อยที่สุดเท่านั้นที่แสดงไว้ด้านล่างนี้

กำจัดคลอรีนฟรี
การกำจัดสารอินทรีย์
กำจัดกลิ่น
การกำจัดโบรเมต (หลังจากการโอโซนของ SWRO Permeate)
การลดสีของน้ำตาลละลาย (การผลิตน้ำตาลทรายขาว)
การขจัดสีของกากน้ำตาล
การฟอกอากาศ
ตัวเร่งปฏิกิริยา
การทำให้ก๊าซไอเสียบริสุทธิ์ (กำจัดไดออกซินและปรอท)