Aktív szén adszorpció
Az adszorpció olyan folyamat, amelyben szilárd anyagot használnak az oldható anyag vízből történő eltávolítására. Ebben a folyamatban az aktív szén a szilárd anyag. Az aktívszenet kifejezetten egy nagyon nagy belső felület (500 - 1500 m 2/g közötti) elérésére állítják elő. Ez a nagy belső felület teszi a szenet ideálisvá az adszorpcióhoz. Az aktív szén kétféle változatban kapható: porított aktív szén (PAC) és szemcsés aktív szén (GAC). A GAC verziót főként a vízkezelés során használják, és a következő oldható anyagokat adszorpcióval rögzítheti:
- Nem poláros anyagok, például:
- Ásványi olaj
- BTEX
- Poliaromás szénhidrogének (PAC)
- (Klorid) fenol
- Halogénezett anyagok adszorpciója: I, Br, Cl, H és F
- Szag
- Íz
- Élesztők
- Különböző fermentációs termékek
- Nem poláros anyagok (nem oldódnak vízben)
| |
Az aktív szenet például a következő folyamatokban használják:
- A talajvíz tisztítása
- Víz-klórozás
- Medencék víztisztítása
- A tisztított szennyvíz finomítása
Folyamatleírás:
A vizet aktív szén tartalmú oszlopba pumpálják, ez a víz egy elvezető rendszeren keresztül távozik az oszlopból. Az oszlopban az aktív szén aktivitása a hőmérséklettől és az anyagok természetétől függ. A víz folyamatosan áthalad az oszlopon, ami anyagfelhalmozódást okoz a szűrőben. Ezért a szűrőt időszakosan ki kell cserélni. A használt szűrő különféle módon regenerálható, a szemcsés szén könnyen regenerálható a szerves anyagok oxidálásával. Az aktív szén hatékonysága minden regenerálás után 5-10% -kal csökken (1). Az aktív szén egy kis része elpusztul a regenerációs folyamat során, és ki kell cserélni. Ha több oszloppal dolgozik sorozatban, biztos lehet benne, hogy nem fogja teljesen kimeríteni a tisztító rendszerét.
Az adszorpció leírása:
A gáz- vagy folyadékfázisban lévő molekulák fizikailag kapcsolódnak egy felülethez, ebben az esetben a felület aktív szénből készül. Az adszorpciós folyamat három lépésben történik:
- Makroszállítás: Szerves anyagok mozgása az aktív szén makro-pórus rendszeren keresztül (makropórusok> 50 nm)
- Mikrotranszport: Szerves anyagok mozgása az aktív szén mikro-pórusrendszerén keresztül (mikropórus 1. ábra: http://www.aapspharmscitech.org/scientificjournals/
pharmscitech/volume2issue1/056/kézirat.htm
|
2. ábra: a gerinc használata során kimerültséget mutat be nekünk. A C3 pontnál az oszlop a legalsó pontnál elkezd bomlani, és a C4 pont közelében az oszlop már nem tisztít. A C3 és C4 pont között regenerálnia kell az oszlopot.
Forrás 2. ábra: http://www.activated-carbon.com
A vízben jelenlévő vegyületek adszorpcióját befolyásoló tényezők:
Az eltávolítani kívánt vegyület típusa. A nagy molekulatömegű és alacsony oldhatóságú vegyületek könnyebben felszívódnak.
Az eltávolítani kívánt vegyület koncentrációja. Minél nagyobb a koncentráció, annál több szénre van szükség.
Más szerves vegyületek jelenléte, amelyek versengenek más vegyületekkel a rendelkezésre álló adszorpciós helyekért.
A víz pH-ja. Például a savas vegyületek könnyebben eltávolíthatók alacsony pH-érték mellett.
Ennek megfelelően osztályozhatunk egyes vegyületeket annak valószínűsége szerint, hogy az aktív szén hatékonyan adszorbeálja őket a vízben:
1. - Vegyületek, amelyek nagy valószínűséggel eliminálódnak aktív szénnel:
