Węgiel aktywny jest jednym z powszechnie stosowanych adsorbentów w uzdatnianiu wody. Jest to rodzaj węgla o specjalnej obróbce z niezliczonymi drobnymi porami i dużą powierzchnią. Powierzchnia każdego grama węgla aktywnego wynosi 500 metrów kwadratowych ~ 1500 metrów kwadratowych.
Węgiel aktywny ma silne funkcje adsorpcji fizycznej i chemicznej, ma również działanie detoksykacyjne. Efekt detoksykacji polega na wykorzystaniu dużej powierzchni do adsorpcji trucizny z węgla aktywnego, dzięki czemu może zapobiec wchłanianiu trucizny.
Węgiel aktywny zwykle dzieli się na sproszkowany węgiel aktywny i granulowany węgiel aktywny, przy czym te pierwsze zwykle wykorzystują adsorpcję kontaktową w zawiesinie do oczyszczania ścieków. Te ostatnie wykorzystują metodę filtracji-adsorpcji do oczyszczania ścieków.
Istnieją dwa rodzaje systemów oczyszczania, jeden wykorzystuje węgiel aktywny do bezpośredniego oczyszczania ścieków z wtórnego oczyszczania, drugi wykorzystuje granulowany węgiel aktywny do adsorpcji ścieków z wtórnego oczyszczania po oczyszczeniu chemicznym, usunięciu składników odżywczych i filtracji.
https://www.naturecarbon.com/coal-based-activated-carbon/activated-charcoal-powder.html
Węgiel aktywny ma oczywiste zalety w oczyszczaniu ścieków
1. Węgiel aktywny ma doskonałe właściwości adsorpcyjne materii organicznej w wodzie. Węgiel aktywny ma dobrze rozwiniętą strukturę drobnych porów, ma dużą zdolność adsorpcji zanieczyszczeń organicznych rozpuszczonych w wodzie, takich jak związki benzenu, związki fenolowe, ropa naftowa i produkty ropopochodne, a także dobrze usuwa zanieczyszczenia organiczne, które są trudne do usunięcia metodami biologicznymi i innymi metodami chemicznymi, takimi jak kolor, zapach, surfaktanty błękitu metylenowego, herbicydy, pestycydy, pestycydy, detergenty syntetyczne, barwniki syntetyczne, związki aminowe i wiele syntetycznych związków organicznych.
2. Węgiel aktywny ma dużą zdolność adaptacji do zmian jakości wody, temperatury wody i ilości wody. W przypadku tych samych zanieczyszczeń organicznych, węgiel aktywny ma dobry efekt usuwania przy wysokich lub niskich stężeniach.
3. Urządzenie do uzdatniania wody z węglem aktywnym zajmuje niewielki obszar, jest łatwe do automatycznego sterowania i ma prostą obsługę i zarządzanie.
4. Węgiel aktywny ma również silną zdolność adsorpcji niektórych związków metali ciężkich. Takich jak rtęć, ołów, żelazo, nikiel, chrom, cynk, kobalt itp. Dlatego węgiel aktywny ma również dobry wpływ na oczyszczanie ścieków galwanicznych i hutniczych.
5. Nasycony węgiel aktywny można ponownie wykorzystać po regeneracji bez wtórnego zanieczyszczenia.
6. Może odzyskiwać przydatne substancje, takie jak oczyszczanie ścieków o wysokim stężeniu fenolu i odzyskiwanie fenolanu sodu po regeneracji alkaliami.
Specyficzne metody oczyszczania węgla aktywnego dla ścieków
Oczyszczanie ścieków węglem aktywnym jest jedną z metod adsorpcji ścieków.
Jest to metoda usuwania różnych zanieczyszczeń ze ścieków poprzez wykorzystanie właściwości węgla aktywnego, takich jak adsorpcja fizyczna, chemiczna, utlenianie, utlenianie katalityczne i redukcja.
Na przykład metoda obróbki sproszkowanym węglem aktywnym, znana również jako metoda obróbki biofizycznej, metoda napowietrzania karmienia. Polega na wsypaniu do zbiornika napowietrzającego sproszkowanego węgla aktywnego, który nie tylko w pełni wykorzystuje urządzenia do oczyszczania ścieków, ale także poprawia efekt oczyszczania.
Usunięcie zanieczyszczeń tą metodą jest ogólnie uważane za efekt synergiczny adsorpcji i oksydacyjnego rozkładu drobnoustrojów. Duża ilość mikroporów węgla aktywnego adsorbuje tlen w materii organicznej i ściekach, zapewnia wysokie stężenie źródła składników odżywczych dla wzrostu i reprodukcji mikroorganizmów, a enzymy i koenzymy powstające w procesie metabolizmu drobnoustrojów są adsorbowane i wzbogacane w mikropory węgla aktywnego. Ponadto czas kontaktu mikroorganizmów z materią organiczną na węglu jest dłuższy, co sprawia, że materia organiczna, która jest trudna do degradacji, może być również rozkładana przez biologiczne utlenianie.
Metoda obróbki sproszkowanym węglem aktywnym na ogół obejmuje trzy etapy:
Intensywne mieszanie, dzięki któremu węgiel drzewny jest szybko odprowadzany do ścieków.
Adsorpcja kontaktowa i utlenianie, dzięki czemu węgiel jest zawieszony w ściekach w celu adsorpcji i utleniania zawiesiny.
Separacja ciecz-ciało stałe, w której węgiel jest oddzielany od ścieków, a następnie regenerowany.
Technologia sproszkowanego węgla aktywnego do oczyszczania ścieków jest jednoetapowym układem kontaktowym, to znaczy mieszanie, reakcja kontaktowa, wytrącanie grawitacyjne są realizowane w tym samym sprzęcie, a czas przebywania węgla aktywnego w sprzęcie wynosi 2~5 dni. Ułatwia to aktywność drobnoustrojów i poprawia wyniki leczenia.
Dodanie pewnej ilości sproszkowanego węgla aktywnego do zbiornika fermentacyjnego osadu może przyspieszyć wytrącanie osadu, oczyścić supernatant zawrócony do systemu uzdatniania wody i poprawić wydajność systemu uzdatniania wody. Ponadto może również sprzyjać rozkładowi osadów stałych, eliminować nieprzyjemne zapachy i poprawiać wydajność produkcyjną sprzętu.
Zastosowanie węgla aktywnego w oczyszczaniu ścieków
Węgiel aktywny oczyszcza ChZT w ściekach
Węgiel aktywny ma silne działanie adsorpcyjne na materię organiczną o względnej masie cząsteczkowej mniejszej niż 3000, zwłaszcza 500~1000. Wśród różnych zaawansowanych technologii uzdatniania mających na celu poprawę jakości wody adsorpcja na węglu aktywnym jest jedną z najbardziej dojrzałych i skutecznych metod poprawy konwencjonalnego procesu oczyszczania w celu usunięcia zanieczyszczeń organicznych z wody, a węgiel aktywny ma dużą zdolność adaptacji do zmian ilości wody, wody jakość i temperatura wody w użyciu.
Z danych wynika, że dla ścieków bytowych o stężeniu ChZT 50,04 mg/L, przy wartości pH 3 i czasie adsorpcji węgla aktywnego 1h, stężenie ChZT w ściekach oczyszczonych wynosiło 12,41 mg/L, a szybkość usuwania osiągnął 78,6 proc.
Węgiel aktywny oczyszcza ścieki zawierające rtęć
W przemyśle chloro-alkalicznym rtęć jest wykorzystywana jako elektroda katodowa do produkcji chloru gazowego i sody kaustycznej. Przemysł syntezy polichlorku winylu, aldehydu octowego i octanu winylu wykorzystuje rtęć jako katalizator. Przemysł instrumentów elektronicznych jest również powszechnie stosowany w rtęci, więc wszystkie te gałęzie przemysłu emitują ścieki zawierające rtęć.
Węgiel aktywny może skutecznie adsorbować rtęć w ściekach. Niektóre fabryki stosują tę metodę do oczyszczania ścieków zawierających rtęć, ale ta metoda jest bardziej odpowiednia do oczyszczania ścieków zawierających rtęć o niskim stężeniu. Gdy stężenie rtęci w ściekach jest wysokie, najpierw można przeprowadzić wstępne oczyszczanie w celu zmniejszenia stężenia rtęci w ściekach przed adsorpcją na węglu aktywnym.
Zdolność adsorpcji i usuwania węgla aktywnego dla rtęci organicznej jest wyższa niż rtęci nieorganicznej. Adsorpcja rtęci na węglu aktywnym zwiększy szybkość usuwania, gdy wartość pH zostanie obniżona.
Oczyszczanie ścieków zawierających fenole z węglem aktywnym
Ścieki zawierające fenol są szeroko pozyskiwane z zakładów petrochemicznych, zakładów tworzyw sztucznych, zakładów produkujących włókna syntetyczne, koksowni, zakładów włókienniczych, zakładów azotowych oraz zakładów rafineryjnych i chemicznych. Węgiel aktywny ma dobrą wydajność adsorpcji fenolu i może z powodzeniem oczyszczać ścieki zawierające fenol.
W przypadku ścieków zawierających fenol o wysokim stężeniu, gdy stężenie fenolu we wcieku wynosi 1950 mg/l, stężenie fenolu w ścieku można zmniejszyć do mniej niż 0,1 ml za pomocą trzykolumnowej, połączonej szeregowo, aktywowanej kolumna adsorpcyjna na węglu, ale kolumna adsorpcyjna będzie w krótkim czasie fenolowa. przeniknął. Dlatego węgiel aktywny jest bardziej odpowiedni do oczyszczania ścieków zawierających fenol o średnim i niskim stężeniu.
