Адсорбційний активоване вугілля; Lenntech
Фільтри з активованим вугіллям схожі за конструкцією з піщаними фільтрами, активоване вугілля поміщають у шару, а забруднену воду фільтрують. Вони використовуються для фільтрування органічних речовин або важких металів (ВТЕКС, ПАК та хлорфеноли). Активоване вугілля потрібно регулярно замінювати, іноді воно може регенеруватися.
Адсорбція є ефективним засобом для видалення органічних речовин, особливо коли молекулярний заряд високий і полярність низька. Тому активоване вугілля може використовуватися для видалення фенолів, насичених вуглеводнів, які є нерозчинними молекулами, важко атакуючими озоном, пестицидами, важкими металами, поверхнево-активними речовинами.
Адсорбція - це процес, при якому тверда речовина використовується для видалення розчинної речовини з води. У цьому процесі активоване вугілля є твердим речовиною. Активоване вугілля виробляється спеціально для покриття дуже великої внутрішньої поверхні (від 500 до 1500 м 2/г). Ця велика площа поверхні робить активоване вугілля ідеальним для адсорбції. Існує дві форми активованого вугілля: порошкоподібне активоване вугілля (PAC) та гранульоване активоване вугілля (GAC). GAC, здебільшого, використовується для обробки води, він може адсорбувати такі розчинні речовини:
Адсорбція органічних та неполярних речовин, таких як мінеральні олії, BTEX, поліароматичні вуглеводні (PAC), феноли (хлорид)
Адсорбція галогенованих речовин: I, Br, Cl, H і F
Різні продукти бродіння
Неполярні речовини (не розчиняються у воді)
Приклади застосування:
Обробка забруднених підземних вод
Обробка проти мікрозабруднюючих речовин, адсорбція слідів деяких важких металів
Затримка хлору
Тонка фільтрація для басейнів
Остаточна фільтрація для скидання стоків
Ефективність фільтрів з активованим вугіллям залежить від температури, а також від сполуки, яка повинна адсорбуватися.
Для обробки води в процесах харчової промисловості фільтрування активованим вугіллям часто супроводжується УФ-дезінфекцією.
Опис процесу
Вода перекачується в колону, що містить активоване вугілля, ця вода залишає колонку через дренажну систему. Активність стовпчика активованого вугілля залежить від температури та природи речовин. Вода безперервно проходить через колону, в результаті чого на фільтрі накопичуються речовини. З цієї причини фільтр потрібно періодично замінювати. Використовуваний фільтр можна регенерувати різними способами, зернистий вуглець можна легко регенерувати шляхом окислення органічних речовин. Потім ефективність активованого вугілля знижується на 5-10%. Невелика частина активованого вугілля руйнується в процесі регенерації і повинна бути замінена. Якщо ви працюєте з різними колонами послідовно, ви можете переконатися, що у вас не буде повністю вичерпано вашу систему очищення.
Як відбувається адсорбція ?
Це перенесення рідкої фази, що містить адсорбат, у тверду фазу із затриманням розчинених речовин на поверхні активованого вугілля, званого адсорбентом. Адсорбцію можна розділити на чотири етапи:
| Крок 1 | Перенесення частинок | Дуже швидко | |
| 2-й крок | Витіснення зв’язаної води до її контакту з вугіллям | Швидко | |
| Крок 3 | Дифузія всередині вуглецю під впливом градієнта концентрації. | Повільно | |
| Крок 4 | Адсорбція в мікропорі | Дуже швидко |
Рівень адсорбційної активності заснований на концентрації речовини у воді, температурі та полярності речовини. Полярна речовина (розчинна у воді) не може або дуже погано виводиться активованим вугіллям, тоді як неполярна речовина може бути повністю видалена активованим вугіллям. Адсорбція менш ефективна щодо полярних розчинників та сполук хлору з низьким молекулярним зарядом. Адсорбція іонізованих сполук низька. Будь-який вид вуглецю має власну ізотерму адсорбції (див. Малюнок 1 нижче), і при обробці води ця ізотерма визначається функцією Фрейндліха.
Функція Фрейндліха така:
х/м: речовина, адсорбована на грам активованого вугілля; Ce: різниця в концентраціях (між початковою та кінцевою); Kf, n: конкретні константи
Друга крива активованого вугілля (див. Малюнок 2 нижче) показує виснаження фільтра. Зазвичай ми розміщуємо установку для УФ-дезінфекції після колонки з активованим вугіллям.
Яка різниця між адсорбцією та абсорбцією?
Коли речовина прикріплюється до поверхні, це називається адсорбцією. У цьому випадку речовина прикріплюється до внутрішньої поверхні активованого вугілля. Коли речовина поглинається в іншому середовищі або газі, взятому в розчині, це називається поглинанням.
Джерело рисунок 1:
Джерело цифра 2:
Фактори, що впливають на ефективність активованого вугілля у воді:
Тип сполуки, яку слід видалити (сполуки з високою молекулярною масою та низькою розчинністю краще адсорбуються)
Концентрація з'єднання, що підлягає видаленню (чим вище концентрація, тим більше витрата вуглецю)
Наявність інших органічних сполук, які будуть конкурувати з наявними сайтами адсорбції
РН потоку води (наприклад, кислотні сполуки найкраще руйнуються при низькому рН)
З цього можна класифікувати деякі хімічні речовини з їх ймовірністю ефективної адсорбції активованим вугіллям у воді.
1- Хімічні продукти з дуже високою ймовірністю адсорбування активованим вугіллям
| 2.4 D | Деізопропілтатазин | Лінурон |
| Алахлор | Дезетилатразин | Малатіон |
| Олдрін | О-Деметон | MCPA |
| Антрацен | н-дибутилфталат | Мекопроп |
| Атразин | 1,2-дихлорбензол | Метазахлор |
| Азінфос-етил | 1,3-дихлорбензол | 2-метилбензоламін |
| Бентазон | 1,4-дихлорбензол | Метилнафталін |
| Біфеніл | 2,4-дихлорокрезол | 2-метилбутан |
| 2.2-Біпіридин | 2,5-дихлорфенол | Монурон |
| Біс (2-етилгексил) фталат | 3,6-дихлорфенол | Нафталін |
| Бромацил | 2,4-дихлорфенокси | Нітробензол |
| Бромдихлорметан | Ділдрін | м-Нітрофенол |
| P-бромофенол | Діетилфталат | o-нітрофенол |
| Бутилбензол | 2,4-динітрокрезол | р-Нітрофенол |
| Гіпохлорит кальцію | 2,4-динітротолуол | Озон |
| Карбофуран | 2,6-динітротолуол | Паратіон |
| Хлор | Діурон | Пентахлорфенол |
| Двоокис хлору | Ендосульфан | Пропазин |
| Хлорбензол | Ендрин | Симазин |
| 4-Хлор-2-нітротолуол | Етилбензол | Тербутрин |
| 2-хлорфенол | Гезахлорбензол | Тетрахлоретилен |
| Хлоротолуол | Гезахлорбутадієн | Триклопір |
| Хризен | Гексан | 1,3,5-триметилбензол |
| м-Крезол | Ізодрин | м-ксилол |
| Ціаназин | Ізооктан | о-ксилол |
| Циклогексан | Ізопротурон | р-ксилол |
| ДДТ | Ліндан | 2,4-ксилол |
2- Хімічні продукти з високою ймовірністю адсорбування активованим вугіллям
| Анілін | Дибромо-3-хлорпропан | 1-пентанол |
| Бензол | Дибромхлорметан | Фенол |
| Бензиловий спирт | 1,1-дихлоретилен | Феніланалін |
| Бензойна кислота | цис-1,2-дихлоретилен | О-фталева кислота |
| Біс (2-хлоретил) ефір | транс-1,2-дихлоретилен | Стирол |
| Бромдихлорметан | 1,2-дихлорпропан | 1,1,2,2-тетрахлоретан |
| Бромоформ | Етилен | Толуол |
| Чотирихлористий вуглець | Гідрохінон | 1,1,1-трихлоретан |
| 1-хлоропропан | Метилізобутилкетон | Трихлоретилен |
| Хлоротолурон | 4-метилбензоламін | Вінілацетат |
3- Хімічні речовини з помірною ймовірністю адсорбування активованим вугіллям *
| Оцтова кислота | Діметоат | Метіонін |
| Акриламід | Етилацетат | Метил-трет-бутиловий ефір |
| Хлоретан | Етиловий ефір | Метилетилкетон |
| Хлороформ | Фреон 11 | Піридин |
| 1,1-дихлоретан | Фреон 113 | 1,1,2-трихлоретан |
| 1,2-дихлоретан | Фреон 12 | Вінілхлорид |
| 1,3-дихлорпропен | Гліфосат | |
| Дикегулак | Імазипур |
* (Для цих хімічних речовин активоване вугілля ефективно лише у певних випадках)
4- Хімічні речовини, для яких активоване вугілля не ефективно. Однак це може бути життєздатним у деяких випадках, таких як низькі витрати або низькі концентрації.
| Ацетон | Метиленхлорид |
| Ацетонітрил | 1-пропанол |
| Акрилонітрил | Пропіонітрил |
| Диметилформальдегід | пропілен |
| 1,4-діоксан | Тетрагідрофуран |
| Ізопропіловий спирт | Сечовина |
| Метилхлорид |
Фактори, що впливають на ефективність активованого вугілля в повітрі:
Тип сполук, що підлягають видаленню: загалом найкраще адсорбуються сполуки з великою молекулярною масою, низьким тиском пари, високою температурою плавлення та високим показником заломлення
Концентрація: Чим вище концентрація, тим більше споживання деревного вугілля
Температура: чим нижча температура, тим краща адсорбційна здатність
Тиск: чим вищий тиск, тим краща адсорбційна здатність
Вологість: чим нижча вологість, тим краща адсорбційна здатність
Якщо ви хочете знати, чи можна певну хімічну сполуку ефективно видалити з повітря за допомогою активованого вугілля, зв’яжіться з нами.