فلتر معالجة مياه الصرف الصحي

منذ آلاف السنين تم استخدام الترشيح لتقليل مستوى الأوساخ والصدأ والمواد العالقة والشوائب الأخرى من الماء. يتم تحقيق ذلك عن طريق تمرير المياه القذرة (السائلة) من خلال وسائط الترشيح. عندما يمر الماء عبر الوسائط، يتم الاحتفاظ بالشوائب في مادة وسائط الترشيح. اعتمادا على الشوائب والأوساط، هناك عدة آليات فيزيائية وكيميائية مختلفة تنشط في إزالتها وهي المسؤولة عن إزالة الشوائب من الماء. لقد تغيرت بعض المعدات المستخدمة لتوظيف هذه الآليات بشكل كبير مع مرور الوقت.

أصبحت الآليات الفيزيائية والكيميائية الأساسية التي تحدث أثناء الترشيح مفهومة بشكل أفضل على مر السنين. وقد سمحت هذه التطورات للمتخصصين في معالجة المياه بتحسين إزالة الشوائب من الماء. تعمل أنظمة الترشيح على إزالة المواد الجسيمية، ونظرًا للمساحة السطحية الكبيرة لوسائط الترشيح، يمكن استخدامها أيضًا لدفع التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى إزالة العديد من الملوثات.

مبادئ الامتزاز:

"الامتزاز" هو أحد المصطلحات الأكثر استخدامًا ولكن الأقل فهمًا في المناقشات المتعلقة بالترشيح. يشير الامتزاز إلى إزالة الشوائب من السائل إلى سطح المادة الصلبة. يلتصق الجسيم العالق المولود في الماء بسطح صلب عند حدوث الامتزاز. الامتزاز هو التصاق الذرات أو الأيونات أو الجزيئات من الغاز أو السائل أو الصلب إلى السطح. في حالة ترشيح المياه، فإن الجزيئات الصلبة العالقة الموجودة في السائل سوف تلتصق بالسطح الصلب للوسائط.

يختلف الامتزاز عن الانسداد حيث تتم إزالة الجسيمات المسدودة من تدفق العملية لأنها كذلك، حيث يكون الانسداد نتيجة كون الجسيمات كبيرة جدًا بحيث لا يمكنها المرور عبر قيود فيزيائية في الوسائط. في معظم الحالات، تتأثر الجسيمات الممتزة بتفاعلات كيميائية ضعيفة تسمح لها بالالتصاق بسطح المادة الصلبة. تصبح الجسيمات الممتزة ملتصقة بسطح وسط معين، لتصبح طبقة رقيقة من جزء ضعيف التماسك من المادة الصلبة. يتم الاحتفاظ بجزيئات الشوائب داخل بنية المسام الداخلية للكربون عن طريق الجذب الكهروستاتيكي (قوى فان دير فال) المعروفة أيضًا باسم الامتصاص الكيميائي.

في معظم التطبيقات، يزيل الكربون المنشط الشوائب من السوائل أو الأبخرة أو الغازات عن طريق الامتزاز، وهي ظاهرة سطحية تؤدي إلى تراكم الجزيئات داخل المسام الداخلية للكربون المنشط. يحدث هذا في المسام الأكبر قليلًا من الجزيئات التي يتم امتصاصها، ولهذا السبب من المهم جدًا مطابقة حجم مسام وسط الكربون المنشط مع جزيئات الجزيئات التي تحاول امتصاصها. تتمتع AES بخبرة واسعة في اختيار الوسائط الكربونية المناسبة لتطبيقك.

يستخدم الكربون المنشط الحبيبي في الغالب في طبقات الترشيح الثابتة. بعض الجوانب المهمة التي يجب مراعاتها هي وقت الاتصال المطلوب، وحجم أوعية التصفية، ومرافق التعبئة والتفريغ، وتدابير السلامة. علاوة على ذلك، يشير الاعتبار الحاسم فيما يتعلق بـ GAC إلى إمكانية التجديد، في الموقع أو خارج الموقع. عادة في المنشآت الكبيرة جدًا من الممكن القيام بالتجديد في الموقع، بينما في المنشآت الصغيرة لا يكون من الممكن القيام بالتجديد. الطريقة الأكثر شيوعًا لتجديد الكربون المنشط هي التنشيط الحراري. يتم تنفيذ ذلك في ثلاث خطوات رئيسية، بدءًا بالتجفيف، ثم التسخين، وأخيرًا التغويز العضوي المتبقي عن طريق أكسدة الغاز (البخار أو ثاني أكسيد الكربون). عادة ما يكون استبدال طبقة الكربون أرخص حيث أن الشركات المصنعة الكبرى للكربون موجودة في أوروبا.

إنها أسطورة أن الكربون المنشط يمكن تجديده بمجرد الغسيل العكسي. يعمل الغسيل العكسي على إزالة المواد المحاصرة فقط وإعادة تصنيف قاعدة الفلتر. يتمتع الكربون المنشط بعمر معين لا يمكنه بعده إزالة الشوائب وبالتالي يجب إزالته واستبداله.

الكربون المنشط عبارة عن مادة ماصة كربونية ذات مسامية داخلية عالية، وبالتالي مساحة سطح داخلية كبيرة. درجات الكربون المنشط التجارية لها مساحة سطحية داخلية تتراوح من 500 إلى 1500 م2/جم. تتعلق بنوع التطبيق، ثلاثة رئيسيةالمجموعات موجودة:

مسحوق الكربون المنشط؛ حجم الجسيمات 1-150 ميكرومتر
كربون منشط حبيبي، حجم الجسيم 0.5-4 ملم
الكربون المنشط المبثوق، حجم الجسيمات 0.8-4 ملم
يتمتع الكربون المنشط المناسب بعدد من الخصائص الفريدة: مثل مساحة السطح الداخلية الكبيرة، والخصائص الكيميائية (السطحية) المخصصة وسهولة الوصول إلى المسام الداخلية. توزيع حجم المسام مهم للغاية للتطبيق العملي؛ ويعتمد أفضل ملاءمة على الجزيئات التي سيتم احتجازها، والمرحلة (الغاز والسائل) وظروف المعالجة.

يتم تحقيق البنية المسامية المرغوبة لمنتج الكربون المنشط من خلال الجمع بين المواد الخام المناسبة وظروف التنشيط.

يمكن للخصائص الفيزيائية والكيميائية للكربون المنشط أن تؤثر بقوة على مدى ملاءمته لتطبيق معين، وهناك عدد من الاختبارات المختلفة التي تساعد على التنبؤ بقدرة الكربون على الأداء. يمكن لاختبار رقم اليود عادةً التنبؤ بالفعالية عندما يتم امتصاص جزيئات صغيرة جدًا مثل الكلور الحر. تعد قيمة التانين وعدد دبس السكر أو كفاءة إزالة اللون من دبس السكر أكثر ملاءمة في معايير الاختبار المعملي للجزيئات المتوسطة والكبيرة الحجم أو عند وجود جزيئات صغيرة مع جزيئات أكبر. في التطبيقات التي توجد بها مجموعة واسعة من الشوائب التي يجب إزالتها، لا يمكن تحديد أفضل نوع من الكربون المنشط بسهولة. عندما تتراوح الشوائب من صغيرة جدًا إلى كبيرة جدًا في الحجم، غالبًا ما تسد الجزيئات الكبيرة المسام الصغيرة، مما يجعلها غير قابلة للوصول إلى الجزيئات الأخرى.

كما رأينا سابقًا، يستخدم فلتر الكربون المنشط عملية الامتزاز لإزالة بعض الشوائب مثل الكلور الحر، أو إزالة الروائح، أو المواد العضوية وما إلى ذلك. الكربون المنشط، والذي يسمى أيضًا الفحم المنشط، أو الفحم المنشط، أو الكاربو المنشط، هو شكل من أشكال الكربون المعالج ليتم تنقيطه. ذات مسام صغيرة ومنخفضة الحجم تزيد من مساحة السطح المتاحة للامتزاز أو التفاعلات الكيميائية.

نظرًا لدرجة المسامية الدقيقة العالية، فإن جرام واحد فقط من الكربون المنشط لديه مساحة سطحية تزيد عن 500 م2، كما هو محدد بواسطة متساوي الحرارة لامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون في الغرفة أو 0.0 درجة. درجة حرارة. يمكن الوصول إلى مستوى التنشيط الكافي للتطبيق المفيد فقط من خلال مساحة سطحية عالية؛ ومع ذلك، فإن المعالجة الكيميائية الإضافية غالبًا ما تعزز خصائص الامتزاز.

التطبيقات:

هناك العديد من التطبيقات لمرشحات الكربون المنشط. فقط بعض منها الأكثر أهمية وشائعة مدرجة أدناه.

إزالة الكلور مجانا
إزالة المواد العضوية
إزالة الرائحة
إزالة البرومات (بعد عملية الأوزون لنافذة SWRO)
إزالة اللون من السكر المصهور (تصنيع السكر الأبيض)
إزالة اللون من دبس السكر
تنقية الهواء
الناقل محفز
تنقية غاز المداخن (إزالة الديوكسين والزئبق)