Фильтры с активированным углем играют решающую роль в предварительной очистке в системах очистки деминерализованной воды, обеспечивая стабильную работу и срок службы последующего прецизионного оборудования для опреснения (например, мембран обратного осмоса и ионообменных смол).
I. Основные функции
1. Высокоэффективное удаление органических веществ.
Активированный уголь, с его большой удельной площадью поверхности и обильной микропористой структурой, может эффективно удалять растворенные органические вещества, некоторые коллоидные органические вещества, вещества цвета и запаха из воды посредством физической адсорбции.
Если эти органические вещества попадут в последующие системы, они загрязнят ионообменные смолы, забьют поры мембраны обратного осмоса, что приведет к снижению скорости опреснения, увеличению перепада давления и увеличению частоты химической очистки.
2. Тщательное удаление остаточного хлора (окисляющих веществ)
В этом заключается его незаменимая ключевая роль при очистке деминерализованной воды. Активированный уголь может подвергаться каталитической реакции восстановления с остаточным хлором, превращая его в безвредные ионы хлорида; реакция быстрая и тщательная.
Защитный эффект: Мембраны обратного осмоса (особенно полиамидные композитные мембраны) и ионообменные смолы чрезвычайно чувствительны к окислителям. Даже следовые количества остаточного хлора могут вызвать необратимую окислительную деградацию мембранных материалов и повреждение сшитой структуры смолы. Фильтры с активированным углем действуют как «привратники», защищая эти дорогие компоненты.
3. Улучшить качество питательной воды и снизить значение SDI.
Адсорбируя органические вещества, слой активированного угля также оказывает определенный эффект механической фильтрации, улавливая некоторые мелкие частицы. Работая в сочетании с мульти-фильтрами, он еще больше снижает показатель плотности осадка в воде, обеспечивая лучшие условия питательной воды для мембраны обратного осмоса.
II. Ключевые параметры конструкции
Конструкция фильтров с активированным углем должна обеспечивать баланс между эффективностью адсорбции, перепадом давления, рабочим циклом и инвестиционными затратами.
1. Скорость фильтрации
Нормальный диапазон: 8-12 м/ч (рассчитано на основе площади поперечного сечения пустого бака). Слишком низкая скорость потока приводит к низкому использованию оборудования и легкому росту бактерий; слишком высокая скорость потока приводит к короткому времени контакта, неполной адсорбции и увеличению потерь давления, что потенциально может вызвать износ частиц углерода или «миграцию углерода». Достаточное время контакта имеет решающее значение, когда основной целью является удаление остаточного хлора.
2. Время контакта (время контакта с пустой кроватью - EBCT)
Обычно требуется больше или равно 6 минутам. Для источников воды с высоким содержанием органических веществ это время может быть увеличено до 10-15 минут. EBCT=Высота слоя активированного угля (м) / Расход (м/ч) × 60. Достаточный EBCT является решающим фактором в обеспечении полного снижения остаточного хлора и эффективной адсорбции органических веществ.
3. Высота слоя активированного угля
Типичный диапазон: 1,5-2,5 метра. Слишком мелкий слой склонен к короткому замыканию каналов потока, что приводит к низкому использованию и потенциальному преждевременному проникновению; слишком глубокая кровать увеличивает ненужную высоту оборудования и первоначальные инвестиции. Его необходимо определять комплексно на основе скорости потока и EBCT.
4. Тип активированного угля и выбор параметров.
Предпочтительным типом является гранулированный активированный уголь-на основе угля или скорлупы кокосового ореха для очистки воды. Активированный уголь из скорлупы кокоса имеет более высокую твердость и более развитые микропоры, что обеспечивает превосходные характеристики, но он дороже.
Йодное число: отражает богатство микропор; Рекомендуется превышать или равняться 900 мг/г.
Значение метиленового синего: отражает адсорбционную способность мезопористых поверхностей и является эталоном для удаления крупномолекулярных органических веществ.
Прочность, превышающая или равная 90 %, снижает эксплуатационный износ.
Размер частиц: обычно используются меш 8×30 (0,6–2,36 мм) или меш 12×40. Однородный размер частиц снижает потери напора и предотвращает короткие замыкания.
Фильтр с активированным углем_Хэнаньская компания по охране окружающей среды Binyuan, Ltd.
5. Рабочие параметры
Скорость потока обратной промывки: 12-15 м/ч, что приводит к расширению слоя примерно на 30-50%.
Backwash frequency: Determined based on influent turbidity and pressure difference (usually >0,05-0,1МПа), как правило, один раз в 1-3 дня.
Падение рабочего давления: Начальное падение давления в чистом слое должно быть менее 30 кПа.
III. Рекомендации по проектированию и меры предосторожности
1. Защита предварительного-фильтра. В случае плохого качества воды перед фильтром с активированным углем необходимо установить механический фильтр (например, мульти-фильтр) для удаления взвешенных твердых частиц, предотвращения быстрого засорения поверхности активированного угля и сокращения цикла обратной промывки.
2. Предотвращение роста микробов. Слои с активированным углем являются рассадником микроорганизмов. В конструкции должна быть предусмотрена возможность периодической стерилизации горячей-горячей водой (более или равной 80 градусам) или паровой стерилизации, а также обеспечивать беспрепятственный дренаж. Защитную промывку или дезинфекцию следует выполнять при выключении системы.
3. Мониторинг и замена:
На выпуске необходимо установить онлайн-монитор остаточного хлора, чтобы следить за тем, чтобы остаточный хлор в стоках был «нулевым». Это самый прямой показатель того, сработала ли защитная функция.
Регулярно проверяйте ХПК или ТОС в сточных водах, чтобы оценить эффект удаления органических веществ.
Активированный уголь имеет ограниченную адсорбционную способность и общий срок службы 1-3 года (в зависимости от качества поступающей воды и условий эксплуатации). Его необходимо заменить или регенерировать после адсорбционного насыщения.
4. Равномерность распределения и сбора воды. Высококачественные-перфорированные пластины + водяные колпачки или водораспределители с сетчатыми трубками используются для обеспечения равномерного распределения потока воды, предотвращения «отклонений» или «каналов» и полного использования всего углеродного слоя.
