Обробка води - Адсорбція з використанням активованого вугілля - Degremont®

Активоване вугілля випускається у двох формах: порошкоподібне вугілля та гранульоване вугілля.

вугільний порошок (CAP)

Порошкове вугілля поставляється у вигляді частинок розмірами від 10 до 50 мм і найчастіше використовується в поєднанні з освітлювальними процедурами. Постійно вводячись у воду з флокуляційними реагентами, він вставляється у флокули, а потім витягується з води разом з ними (шлам).

Для правильного використання ПЗР рекомендується використовувати відстійник шалового шару (Пульсатор, Суперпульсатор, Пульсатубе) (див. флокулятори - відстійники - флотаційні пристрої. Ці пристрої дозволяють значно збільшити час контакту між водою та вуглецем і, отже, краще наблизитись до ємностей насичення в рівновазі. з однаковими результатами нам вдалося досягти економія вугілля від 15 до 40% за рахунок використання Пульсатор замість статичного відстійника.

Аналогічним чином використання порошкоподібного активованого вугілля в циркуляційному контурі ультрафільтра дозволяє елімінувати розчинену органічну речовину, доповнюючи елімінацію зважених речовин мембраною, див. Розділення мембранами. Це процес Кристала (див. Розділення мембранами). Слід зазначити, що використовуване вугілля регенерується у зворотній промивній воді, і що його можна дуже корисно повернути в головку шламового шару або рециркуляційного відстійника (якщо воно існує перед мембраною)

переваги

Порошкові активовані вугілля приблизно в 2-3 рази дешевші, ніж гранульовані вугілля;
їх дозування в регульованій кількості може відповідати концентрації забруднюючих речовин, якщо це відомо;
їх використання вимагає лише зменшених інвестицій, коли обробка включає лише етап відстоювання флокуляції (достатньо забезпечити просту дозувальну станцію активованого вугілля), див. фото 9 та порошковий активоване вугілля;
кінетика їх адсорбції швидка, велика поверхня є безпосередньо доступною;

активоване вугілля сприяє осіданню, роблячи флоку важче

недоліки

неможливо регенерувати активоване вугілля, коли воно регенерується в суміші з мулом;
важко видалити останні сліди домішок без додавання надлишку активованого вугілля;
щоб мати можливість використовувати вугілля під час піків забруднення, важливо мати засоби для виявлення цих піків;
Тому ми в основному використовуємо порошкоподібне вугілля з нагоди розривів або невеликих доз (менше від 10 до 25 г · м –3 залежно від випадку), інакше економіка наполягає на використанні деревного вугілля у відновлюваних зернах.

вугільні зерна (CAG)

фізичні характеристики приросту вуглецю

Фізичні характеристики вугілля в зернах змінюються залежно від продуктів у широких межах (табл. 20).

Знання цих параметрів є фундаментальним для вибору та використання активованого вугілля в контексті даного застосування.

корисна ємність вугілля

Гранульоване вугілля використовується у вигляді фільтруючого шару, перетнутого водою, що підлягає обробці, домішки якої таким чином піддаються методична витяжка; насправді вода, яка поступово звільняється від забруднюючих речовин, стикається з фракціями активованого вугілля, які все менше і менше насичуються і, отже, стають все більш активними.

Економія обробки активованим вугіллям є, по суті, функцією корисної ємності вуглецю, вираженої в г забруднюючої речовини (COD-TOC), зафіксованої на кг активованого вугілля, що обумовлює "споживання вуглецю" для отримання визначеного ефекту . Однак для даної системи (забруднена вода-вугілля) ця корисна потужність залежить від:

з глибина ліжка: чим глибше шар, тим сильніше він переносить подовжені адсорбційні фронти без надмірних витоків (концепції, схожі на поняття іонообміну, див. загальний іонообмін - рисунок 72), забезпечуючи при цьому ідеальне насичення верхнього шару; на практиці висота шару від 0,8 до 3 м і навіть більше застосовується на концентрованій воді (ERI);

з швидкість обміну: Досвід показує, що рідко можна перевищити 3 обсяги води на об’єм вугілля на годину у випадках сильного забруднення (ERI). У випадку очищення питної води, де вміст адсорбованих продуктів низький, економічний оптимум повинен враховувати значну вагу інвестиційних витрат, і ми змушені приймати менше насичення вугілля за рахунок використання більшого обсягу навантажень (Від 5 до 10 воль · воль –1 · год);

органічна матриця вода, виражена через поглинання TOC та УФ: вона конкурує з мікрозабруднювачами, щоб зайняти місця адсорбції CAG; отже, здатність поглинання CAG до цих речовин зменшується, коли TOC збільшується.

Теорія, що дає лише напрямок варіації цих законів, залишається важливою, використовуючи досвід спеціаліста та/або проводячи динамічні випробування на колонах достатнього розміру, щоб забезпечити їх екстраполяцію.

Однак існують моделі, які дозволяють на основі лабораторних експериментів передбачити корисну ємність вуглецю (примітка: ці моделі самі повинні використовуватися фахівцем).

функції шару активованого вугілля

Компактне ліжко виконує чотири функції:

фільтрація: оскільки GAC більш пухкий, ніж пісок (якщо кварцовий), краще зменшити частоту його промивання, щоб уникнути сильного затримання зважених речовин; тому AGC, як правило, буде розміщений на 2-й стадії фільтрації; крім того, промивання має тенденцію до гомогенізації шару, і якщо остаточна перекласифікація не дуже помітна, фронт адсорбції буде розсіяний з можливим витоком забруднювача.;

бактеріальний носій (ми також говоримо про біологічна регенерація активоване вугілля): це явище сприяє очищенню, але воно може бути небезпечним, якщо воно не контролюється ідеально (бродіння, запахи, засмічення русла, розвиток мікробезхребетних тощо), зокрема завдяки розумному миттю; цей спосіб роботи іноді особливо розвивався при очищенні питної води: замість CAG ми говоримо про CAB (біологічно активоване вугілля, див. поняття CAB (біологічно активоване вугілля);

зменшувальна дія (для запису див. основні адсорбенти); як результат, дезінфекція повинна завжди слідувати за фільтрацією GAC, якщо вода призначена для споживання;

адсорбція: це повинно залишатися основною роллю вугілля (див. нижче).

системи, що впроваджують CAG

Можливі три домовленості:

одномісні нерухомі ліжка: ця методика широко застосовується при обробці питної води (див. фільтри з активованим вугіллям із карбазуром). Оскільки вуглець утримує мікрозабруднюючі речовини, фронт адсорбції прогресує вглиб (малюнок 72), і використаний вуглець повинен бути замінений новим вуглецем, коли вміст залишкового мікрозабруднювача в очищеній воді досягає порога тривоги C ', інакше цей вміст тоді швидко зросте до вхідного значення C3. Відпрацьований вуглець або викидається (коли він має так звану "нерегенерується" якість), або регенерується за допомогою нової термоактивної реактивації в контрольованій атмосфері;

стандартні ліжка: при очищенні стічних вод послідовно використовується кілька колон, регенерованих шляхом перестановки ... (рисунок 73). Таким чином організована система витяжки проти струму. Фільтр Карбазур Double Flux (DF) (див. Фільтри з активованим вугіллям з карбазуром) - варіант із двома елементами;

мобільні ліжка: вони також працюють проти струму, але з односпальним ліжком (рисунок 74). Основа шару може бути псевдозрідженою для полегшення вилучення насиченого вуглецю.