Для чого призначене активоване вугілля фільтруючого

Активоване вугілля виробляється у двох основних формах: порошкової та гранульованої, його одержують шляхом термічної обробки різних природних матеріалів (наприклад, кам'яного та бурого вугілля, деревини) у строго контрольованій атмосфері. Цей процес включає три етапи: сушіння, карбонізацію при температурі 500-600 °C і окислення при 850-1000 °C.

Після такої обробки залишається лише вуглецевий «скелет» матеріалу. При цьому випаровуються продукти формують у ньому розгалужену систему пір. Саме цим пояснюється високий рівень розвитку поверхні одержуваного продукту. Однак розміри пір та їх структура можуть різнитися залежно від походження вугілля та режиму обробки, який він піддавався. Це є причиною відмінності властивостей вугілля, що активується, які виходять в результаті. Серед таких властивостей можна виділити адсорбційну здатність та крихкість.

Зауважимо, що проблему крихкості цього матеріалу можна вирішити, виготовляючи вугілля у вигляді відновлених гранул, наприклад, у формі циліндрів розміром кілька міліметрів.

Досвід показує, що «хороше» активоване вугілля є ефективними адсорбентами з широким спектром дії. Вони здатні вловлювати більшість органічних молекул, за винятком найбільш полярних і лінійних молекул з дуже малою молярною масою, таких як прості спирти та легкі органічні кислоти.

Активоване вугілля добре адсорбує молекули з низькою полярністю, які відповідають за виникнення смаків та запахів. Також він ефективно вловлює молекули з відносно високою молярною масою з різних причин.

Крім здатності поглинати речовини (адсорбції), активоване вугілля може бути сприятливим середовищем для розмноження бактерій, які розкладають біорозкладаються компоненти речовин, поглинених вугіллям. Завдяки цьому частково можна відновити активність вугілля біологічним шляхом. Крім того, все активоване вугілля мають властивість відновлювати окислювачі.

Основні сфери застосування:

— доочищення питної води та води високого ступеня чистоти для промислового використання. Активоване вугілля абсорбує розчинені органічні сполуки, які були зруйновані природним біологічним процесом (самоочищенням водних потоків) і видалені під час первинної фізико-хімічної обробки. Варто зазначити, що спочатку активоване вугілля застосовували в основному для покращення органолептичних властивостей води, видаляючи з неї органічні речовини, які надавали їй запаху, смаку і кольору. У міру зростання забруднення природних вод активоване вугілля стали використовувати для видалення різних забруднень і мікроелементів. Йдеться про феноли, вуглеводні, пестициди, миючі засоби і навіть не яких важких металах, які не повністю видаляються на стадії освітлення води. Активоване вугілля застосовуються також для видалення попередників тригалогенметанів та побічних продуктів знезараження;

— очищення поверхневих стічних вод. Активоване вугілля застосовується у випадках, коли стічні води неможливо очистити біологічними методами або вони містять токсичні органічні речовини, що перешкоджають використанню біологічних способів очищення. Він дозволяє витягти ці токсичні речовини, після чого стічні води можна буде піддати біологічній обробці.

— третинне очищення стічних вод. Активоване вугілля ефективно зв'язує та видаляє органічні сполуки, які не були розкладені під час попередніх етапів біологічного очищення. Це дозволяє значно знизити вміст так званої «стійкої ГПК» у очищеній воді.

— відновлення окислювачів. Однією з особливостей активованого вугілля є його здатність відновлювати окислювачі, такі як хлор, діоксид хлору, перманганат, хлораміни та озон. Завдяки цій властивості активоване вугілля може використовуватися для видалення надлишкового хлору з води, що пройшла обробку хлоруванням.

Дехлоруюча дія активованого вугілля визначається довжиною напівдехлорування. Ця відстань відповідає висоті шару, що фільтрує, здатного при певній швидкості фільтрації зменшити вміст хлору у воді в два рази. Значення pH середовища впливає на цю величину.

На практиці залежно від температури води, вмісту вільного хлору та максимально допустимого рівня залишкового хлору, об'ємне навантаження може становити від п'яти до п'ятнадцяти об'ємів води за годину на один об'єм активованого вугілля. Ця відновна дія також поширюється на хлораміни, які розпадаються на азот та соляну кислоту. Однак ця реакція відбувається повільніше, ніж взаємодія із вільним хлором. Тому для отримання порівняних результатів необхідно значно знижувати об'ємне навантаження.

Активоване вугілля використовується для усунення залишкового вмісту деяких реагентів. Наприклад, він допомагає позбутися запаху та корозійної дії озону, а також фарбування, викликаного перманганатом.

Активоване вугілля втрачає здатність до дехлорування при взаємодії з речовинами, що заважають його контакту з водою.До таких речовин відносяться відкладення карбонату кальцію та забруднюючі речовини, які адсорбуються на поверхні вугілля. Крім того, окислення поверхні вугілля може знизити його ефективність в адсорбції забруднюючих речовин, що найбільш легко адсорбуються.

Порошкове активоване вугілля

Порошкове активоване вугілля (ПАУ) є дрібними частинками розміром від 10 до 50 мікрометрів. Цей матеріал широко використовується у технології освітлення води. Коли ПАВ безперервно додають у воду разом з флокулянтами, частинки вугілля об'єднуються з іншими частинками у великі структури, які називаються флокулами. Потім ці флокули, що містять частинки вугілля, витягуються з води разом із осадом.

Для ефективного використання ПАВ рекомендується застосовувати відстійники з рециркуляцією осаду або зі зваженим шаром осаду. Такі відстійники дозволяють значно збільшити час контакту між водою та вугіллям, наближаючи процес насичення вугілля до рівноважного стану. Завдяки цьому при використанні відстійника зі зваженим шаром осаду замість звичайного статичного відстійника можна досягти такої якості води, при цьому заощадивши до 15-40% ПАУ.

Переваги:
— Порошкове активоване вугілля коштує приблизно в два-три рази дешевше за гранульоване.
— Їхню кількість можна регулювати в залежності від концентрації забруднюючих речовин (якщо вона відома).
— Якщо лінія обробки включає лише одну стадію флокуляції та відстоювання, то використання ПАВ вимагає відносно невеликих капітальних витрат. Для цього достатньо встановити лише один блок дозування активованого вугілля.
— Порошкове активоване вугілля має високу швидкість адсорбції.Це відбувається завдяки тому, що молекули адсорбату одержують прямий доступ до великої поверхні мікрочастинок адсорбенту. Крім того, він сприяє процесу відстоювання, тому що його частинки обтяжують флокули (пластівки осаду).

Недоліки:
— Неможливо відновити порошкове активоване вугілля, якщо воно присутнє у складі осаду, що видобувається.
— Важко повністю видалити залишки забруднюючих домішок без використання надмірної кількості ПАВ.
— Щоб використовувати ПАВ у разі різкого збільшення забруднення, необхідно мати аналітичні прилади виявлення стрибків.

Ось чому в більшості випадків ПАУ використовують у режимах періодичного дозування або при невеликій концентрації (менше 10-25 г на кубічний метр у певних ситуаціях). Якщо це не так, то з міркувань економії вигідніше застосовувати вугілля у вигляді гранул, які можна регенерувати.

Гранульоване активоване вугілля

Гранульоване вугілля використовується як шар, що фільтрує, через який проходить оброблювана вода. У процесі фільтрації домішки, що у воді, затримуються вугіллям. У міру проходження води через шар вугілля її якість покращується: вода поступово очищається від забруднень, взаємодіючи із активними гранулами.

Ефективність очищення з використанням активованого вугілля переважно залежить від його здатності поглинати забруднення. Ця здатність вимірюється у грамах забруднень (ГПК, ООУ), які можуть бути адсорбовані на 1 кг активованого вугілля. Чим вище корисна ємність вугілля, тим менше його потрібно для очищення. Корисна ємність активованого вугілля залежить від наступних факторів:

- Товщина шару. Чим більше товщина шару, тим краще він справляється із завданням щодо утримання забруднень, не дозволяючи їм пройти крізь нього.Це поняття аналогічно тому, що використовується при описі іонообміну, де прагнуть ідеального насичення верхньої частини шару. На практиці для фільтрації забруднень із підвищеною концентрацією використовують шар адсорбенту заввишки від 0,8 до 3 метрів і навіть більше.

- Швидкість адсорбції; Практика показує, що у разі сильного забруднення води зазвичай не вдається досягти витрати води понад три об'єми води на один об'єм гранульованого активованого вугілля на годину. При обробці питної води з невеликою кількістю забруднень, що адсорбуються, для розрахунку оптимальної економічної ефективності процесу необхідно враховувати значну частку капітальних вкладень. Це змушує знижувати рівень насичення гранульованого активованого вугілля, використовуючи більш високі об'ємні навантаження - 5-10 об'ємів води на один об'єм вугілля на годину.

— Забруднення води органічними речовинами, яке можна визначити за перманганатною окислюваністю чи вмістом загального органічного вуглецю. Під час очищення води органічні речовини вступають у реакцію із мікрозабруднювачами, прагнучи зайняти вільні місця на поверхні гранул активованого вугілля. Це призводить до зниження здатності вугілля видаляти мікрозабруднення, якщо у вихідній воді є велика кількість органічних речовин.

Якщо Ви хочете отримати консультацію, детальну технічну інформацію або комерційну пропозицію, просто оформіть заявку на сайті, ми зв'яжемося з вами найближчим часом і відповімо на всі запитання.