Filtrele cu cărbune activ joacă un rol crucial de pretratare în sistemele de tratare a apei demineralizate, asigurând funcționarea stabilă și durata de viață a echipamentelor de desalinizare de precizie din aval (cum ar fi membranele cu osmoză inversă și rășinile schimbătoare de ioni).
I. Funcții de bază
1. Îndepărtarea foarte eficientă a materiei organice
Cărbunele activat, cu suprafața sa specifică mare și structura microporoasă abundentă, poate elimina în mod eficient materia organică dizolvată, unele substanțe organice coloidale, substanțe de culoare și mirosuri din apă prin adsorbție fizică.
Dacă aceste substanțe organice intră în sistemele ulterioare, ele vor contamina rășinile schimbătoare de ioni, vor înfunda porii membranei de osmoză inversă, ceea ce duce la scăderea ratei de desalinizare, creșterea diferențelor de presiune și creșterea frecvenței de curățare chimică.
2. Îndepărtarea completă a clorului rezidual (substanțe oxidante)
Acesta este rolul său cheie de neînlocuit în tratarea apei demineralizate. Cărbunele activat poate suferi o reacție de reducere catalitică cu clorul rezidual, transformându-l în ioni de clorură inofensivi; reacția este rapidă și temeinică.
Efect de protecție: Membranele cu osmoză inversă (în special membranele compozite de poliamidă) și rășinile schimbătoare de ioni sunt extrem de sensibile la oxidanți. Chiar și urme de clor rezidual pot provoca degradarea oxidativă ireversibilă a materialelor membranei și deteriorarea structurii-reticulate a rășinii. Filtrele cu cărbune activ acționează ca „garzi” pentru a proteja aceste componente scumpe.
3. Îmbunătățiți calitatea apei de alimentare și reduceți valoarea SDI
În timp ce adsorbește materia organică, patul de cărbune activ are și un anumit efect de filtrare mecanică, interceptând unele particule fine. Lucrând împreună cu filtrele multi-media, reduce și mai mult indicele de densitate a nămolului al apei, oferind condiții mai bune pentru alimentarea cu apă pentru membrana de osmoză inversă.
II. Parametri cheie de proiectare
Proiectarea filtrelor cu cărbune activ trebuie să echilibreze eficiența adsorbției, căderea presiunii, ciclul de funcționare și costul investiției.
1. Debitul de filtrare
Interval normal: 8-12 m/h (calculat pe baza suprafeței secțiunii transversale a rezervorului gol). Un debit prea mic are ca rezultat o utilizare redusă a echipamentului și o creștere ușoară a bacteriilor; un debit prea mare duce la un timp de contact scurt, o adsorbție incompletă și o pierdere de presiune crescută, care poate cauza uzura particulelor de carbon sau „migrarea carbonului”. Timpul de contact suficient este crucial atunci când scopul principal este eliminarea clorului rezidual.
2. Timp de contact (Timp de contact cu patul gol - EBCT)
În general, este necesar mai mult sau egal cu 6 minute. Pentru sursele de apă cu încărcături organice mari, aceasta poate fi extinsă la 10-15 minute. EBCT=Înălțimea stratului de cărbune activ (m) / Debitul (m/h) × 60. EBCT suficient este un factor decisiv în asigurarea reducerii complete a clorului rezidual și a absorbției eficiente a materiei organice.
3. Înălțimea patului de carbon activat
Raza tipică: 1,5-2,5 metri. Un pat care este prea puțin adânc este predispus la scurtcircuitarea canalului de curgere, rezultând o utilizare scăzută și o potențială penetrare prematură; un pat prea adânc crește înălțimea echipamentului inutil și investiția inițială. Trebuie să fie determinată cuprinzător pe baza debitului și a EBCT.
4. Selectarea tipului de carbon activat și a parametrilor
Tipul preferat este cărbune-cărbune sau cărbune activ granular din coajă de nucă de cocos pentru tratarea apei. Cărbunele activat din coajă de nucă de cocos are duritate mai mare și micropori mai dezvoltați, rezultând performanțe superioare, dar este mai scump.
Valoarea iodului: reflectă bogăția microporilor; Se recomandă o doză mai mare sau egală cu 900 mg/g.
Valoarea albastrului de metilen: reflectă capacitatea de adsorbție a suprafețelor mezoporoase și este o referință pentru îndepărtarea materiei organice moleculare mari.
Rezistență Mai mare sau egală cu 90% reduce uzura operațională.
Dimensiunea particulelor: utilizate în mod obișnuit sunt 8×30 ochiuri (0,6-2,36 mm) sau 12×40 ochiuri. Dimensiunea uniformă a particulelor reduce pierderea de cap și previne scurtcircuitele.
Filtru de cărbune activat_Henan Binyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd.
5. Parametri de funcționare
Debit de spălare inversă: 12-15 m/h, rezultând o rată de expansiune a patului de aproximativ 30%-50%.
Backwash frequency: Determined based on influent turbidity and pressure difference (usually >0,05-0,1MPa), în general o dată la 1-3 zile.
Căderea presiunii de funcționare: căderea inițială de presiune a patului curat trebuie să fie mai mică de 30 kPa.
III. Considerații de proiectare și precauții
1. Protecția pre-filtrului: în cazurile de calitate slabă a apei, trebuie instalat un filtru mecanic (cum ar fi un filtru multi-media) înaintea filtrului de cărbune activ pentru a îndepărta solidele în suspensie, pentru a preveni înfundarea rapidă a suprafeței de cărbune activ și pentru a scurta ciclul de spălare în contra.
2. Prevenirea creșterii microbiene: paturile de cărbune activ sunt terenuri de reproducere pentru microorganisme. Designul ar trebui să ia în considerare posibilitatea sterilizării periodice cu apă fierbinte la temperatură înaltă-(mai mare sau egală cu 80 de grade) sau sterilizare cu abur și să asigure un drenaj fără obstacole. Spălarea de protecție sau dezinfecția trebuie efectuată atunci când sistemul este oprit.
3. Monitorizare și înlocuire:
Un monitor online al clorului rezidual trebuie instalat la ieșire pentru a se asigura că clorul rezidual din efluent este „zero”. Acesta este cel mai direct indicator al faptului că funcția de protecție a eșuat.
Testați în mod regulat COD sau TOC efluentului pentru a evalua efectul de îndepărtare a materiei organice.
Cărbunele activ are o capacitate de adsorbție limitată și o durată de viață generală de 1-3 ani (în funcție de calitatea apei influente și de condițiile de funcționare). Trebuie înlocuit sau regenerat după saturația prin adsorbție.
4. Uniformitatea distribuției și colectării apei: plăci perforate de înaltă-calitate + capace de apă sau distribuitoare de apă cu tuburi de ecran sunt utilizate pentru a asigura o distribuție uniformă a fluxului de apă, pentru a evita „abaterea” sau „canalizarea” și pentru a folosi pe deplin întregul strat de carbon.