Очистка воды активированным углем представляет собой адсорбционный процесс, при котором примеси улавливаются на поверхности частиц углерода посредством адсорбции.
Частицы активированного угля имеют пористую микроструктуру с очень большой площадью поверхности.
Эффективность адсорбции зависит от таких параметров, как размер молекул, размер пор, площадь поверхности, концентрация частиц, температура и время контакта.
Адсорбционный процесс
Адсорбция – это явление, когда молекулы или частицы собираются на твердой поверхности. «Адсорбент» может представлять собой любой твердый материал со связующими участками, с которыми может связываться адсорбат.
Наиболее часто используемым коммерческим адсорбентом при очистке воды является активированный уголь.
Применение активированного угля в очистке воды
Фильтрация с активированным углем используется для:
Удаление привкуса и запаха воды.
Снижение рисков для здоровья.
Предотвращение повреждения мембран обратного осмоса и ионообменных смол.
Третичная очистка сточных вод.
Предварительная очистка технической воды и многое другое.
Разные виды активированного угля способны удалять разные типы загрязнений:
Остатки хлора в результате процессов дезинфекции-хлор или хлорамины, а также некоторые побочные продукты дезинфекции (DBP), такие как тригалометаны (THM). Органические соединения, включая растворители, пестициды и промышленные отходы.
Некоторые тяжелые металлы, такие как свинец и...
Однако фильтры с активированным углем не могут уничтожить бактерии, вирусы и минеральные соли.
Что такого особенного в активированном угле?
Активированный уголь — это уголь, обработанный для увеличения площади поверхности примерно до 1000 м²/г.
Его структура приводит к очень большому количеству крошечных пор между атомами углерода, что приводит к очень большой площади поверхности.
Несколько граммов (приблизительно 5 граммов) активированного угля имеют площадь поверхности, эквивалентную площади футбольного поля!
Активированный уголь гидрофобен и имеет сильное сродство к органическим соединениям и не-полярным загрязнителям. Адсорбция в первую очередь обусловлена силами Ван-дер-Ваальса.
Активированное угольное сырье
Активированный уголь бывает разных типов, каждый из которых имеет свои особые свойства. Он изготавливается из разнообразного сырья с высоким-углеродом-содержанием, такого как:
Минеральный углерод
Древесина
Кокосовая скорлупа
Бамбук
Активированный уголь должен иметь большое количество микропор, распределенных соответствующим образом, чтобы адсорбировать молекулы различного размера.
Кроме того, он должен содержать более крупные поры, чтобы облегчить проникновение молекул в самые мелкие поры.
Следовательно, производственный процесс должен контролироваться для удовлетворения конкретных требований к распределению пор по размерам.
Формы активированного угля
Для очистки воды,активированный угольсуществует в двух основных формах:
Порошкообразный активированный уголь (ПАУ) – измельченный измельченный материал, большинство частиц которого имеет диаметр менее 0,18 мм (80 меш).
Гранулированный активированный уголь (ГАУ) – неправильной формы, обычно диаметром от 0,2 до 1,5 мм.
Процесс очистки воды включает добавление ПАУ в воду или пропускание воды через слой ГАУ.
PAC используется на водоочистных станциях для контроля вкуса и запаха и/или удаления органических веществ.
Его используют в виде сухого порошка или суспензии.
Сухой порошок – дозируется с использованием оборудования для подачи сухого порошка для дозирования сухих материалов. Подходит для низкого и редкого дозирования.
Шлам – дозируется с помощью насоса-дозатора. Этот метод используется, когда добавление PAC происходит часто и требуются высокие дозировки.
ГАУ в основном используется в качестве фильтра после-фильтрации после традиционных процессов фильтрации или в фильтрах с гранулированным материалом, где часть фильтрующего слоя заменяется ГАУ.
В конфигурации после-фильтрации фильтр GAC получает воду-высокого качества, поскольку она уже прошла весь процесс очистки.