การใช้งานและข้อควรระวังของถ่านกัมมันต์ในการบำบัดน้ำแบบเมมเบรน

ในระบบบำบัดน้ำแบบเมมเบรน (เช่น อัลตราฟิลเตรชัน (UF), นาโนฟิลเตรชัน (NF) และรีเวิร์สออสโมซิส (RO) โดยปกติถ่านกัมมันต์จะไม่ใช่ส่วนประกอบหลักในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลหรือการฆ่าเชื้อ แต่มีบทบาทที่ไม่อาจทดแทนได้ในฐานะ "ตัวกรองล่วงหน้า-" และ "ตัวป้องกัน" ที่สำคัญ การใช้งานของถ่านกัมมันต์จะสะท้อนให้เห็นในด้านต่างๆ ต่อไปนี้เป็นหลัก:

1. กำจัดคลอรีนตกค้างอย่างทั่วถึง

รีเวิร์สออสโมซิสและเยื่อโพลีเอไมด์นาโนฟิลเตรชันมีความไวต่อสารออกซิแดนท์อย่างมาก แม้จะมีความเข้มข้นของคลอรีนตกค้างต่ำเพียง 0.1 ppm (มก./ลิตร) ในน้ำป้อน การสัมผัสเป็นเวลานานอาจทำให้สายโซ่โพลีเมอร์ของเมมเบรนพังทลาย โดยทั่วไปส่งผลให้อัตราการแยกเกลือออกจากองค์ประกอบเมมเบรนลดลงอย่างถาวรภายในไม่กี่ชั่วโมงต่อวัน ไส้กรองถ่านกัมมันต์สามารถลดความเข้มข้นของคลอรีนที่ตกค้างให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยด้านล่าง<0.01 ppm through efficient surface reduction reactions, completely eliminating its oxidative threat to the membrane.

ตามทฤษฎีแล้ว ถ่านกัมมันต์คุณภาพสูง- 1 กรัมสามารถกำจัดคลอรีนที่มีอยู่ได้ประมาณ 1 กรัม ในทางวิศวกรรมภาคปฏิบัติ จำเป็นต้องออกแบบเวลาสัมผัสเตียงเปล่า (EBCT) ที่เพียงพอโดยพิจารณาจากความเข้มข้นของคลอรีนที่ตกค้างและอัตราการไหลของน้ำป้อน

2. การดูดซับอินทรียวัตถุที่มีประสิทธิภาพสูง ลดการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน

ถ่านกัมมันต์มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 700-1500 ตร.ม./กรัม ช่วยให้สามารถดูดซับอินทรียวัตถุธรรมชาติ (NOM) ในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดค่า UV254 (มีลักษณะพิเศษคืออินทรียวัตถุที่มีพันธะคู่คอนจูเกตและวงแหวนเบนซีน) ของน้ำป้อนลง 60%-90% และกำจัดคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC) ลง 20%-50% ซึ่งช่วยลดปริมาณคอลลอยด์และสารอินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเปรอะเปื้อนของเมมเบรนได้โดยตรง

ดัชนีความเปรอะเปื้อนที่ได้รับการปรับปรุง: ด้วยการกำจัดอินทรียวัตถุอย่างมีประสิทธิภาพ การปรับสภาพด้วยถ่านกัมมันต์จะช่วยลดค่า SDI (ดัชนีความหนาแน่นของดิน) ที่ตามมาอย่างมีนัยสำคัญ โดยให้น้ำป้อนที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส (SDI15 < 5, ค่าอุดมคติ < 3)

3. ผลกระทบของถ่านกัมมันต์ทางชีวภาพ (BAC)

Under suitable temperature (>15 องศา ) และสภาวะสารอาหาร ตัวกรองถ่านกัมมันต์ทางชีวภาพสามารถให้อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน (NH3-N) เกิน 80% และอัตราการกำจัดคาร์บอนอินทรีย์ที่ละลายในน้ำที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (BDOC) อยู่ที่ 50%-70% ซึ่งสูงกว่า 20%-40% อย่างมาก ทำได้โดยการดูดซับทางกายภาพอย่างง่าย

ข้อควรระวังและจุดปฏิบัติงาน:

1. การเลือกและพารามิเตอร์ของประเภทถ่านกัมมันต์:

ถ่านกัมมันต์จากกะลามะพร้าว: มีไมโครรูขุมขนที่พัฒนาแล้ว-ดีมาก (ขนาดรูขุมขน<2nm), with iodine adsorption values ​​typically >1,000มก./ก. มีความเร็วในการดูดซับที่รวดเร็วและมีความจุสูงสำหรับคลอรีนตกค้างและอินทรียวัตถุโมเลกุลขนาดเล็ก-

ถ่านกัมมันต์จากถ่านหิน-: มีทั้งไมโครพอร์และเมโซพอร์ (ขนาดรูพรุน 2-50 นาโนเมตร) ค่าการดูดซับเมทิลีนบลูสามารถสูงถึง 150-250 มก./กรัม ซึ่งให้ประสิทธิภาพในการกำจัดโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่กว่า (เช่น กรดฮิวมิก) และสีในน้ำได้ดีกว่า

เมื่อซื้อ นอกเหนือจากค่าไอโอดีนและค่าเมทิลีนบลูแล้ว ควรให้ความสนใจกับความแข็งแรงมากกว่าหรือเท่ากับ 95% (เพื่อลดการแตกหักและการบดละเอียดระหว่างการทำงาน) และปริมาณความชื้นน้อยกว่าหรือเท่ากับ 8%

2. การป้องกันการรั่วไหลของผงถ่านกัมมันต์:

การชะล้างถ่านกัมมันต์ใหม่: ถ่านกัมมันต์ที่โหลดใหม่จะต้องผ่านการล้างทั้งแบบไปข้างหน้าและย้อนกลับ โดยทั่วไปเวลาในการชะล้างจะใช้เวลา 1-2 ชั่วโมงหรือนานกว่านั้นจนกว่าน้ำทิ้งจะมีความขุ่น<1.0 NTU.

ตัวกรองความปลอดภัย: ต้องติดตั้งตัวกรองความปลอดภัยที่มีความแม่นยำ 5μm หลังจากนั้น เพื่อให้มั่นใจถึงอัตราการเพิ่มขึ้นของความแตกต่างของแรงดันปกติ หากไส้กรองเปลี่ยนเป็นสีดำเร็วเกินไป แสดงว่าผงถ่านกัมมันต์รั่วอย่างรุนแรง

3. การเจริญเติบโตและการควบคุมจุลินทรีย์:

ตัวกรองถ่านกัมมันต์ที่ไม่สามารถควบคุมได้อาจมีแบคทีเรียน้ำทิ้งนับ 1-2 ลำดับความสำคัญ (10 ถึง 100 เท่า) สูงกว่าแบคทีเรียที่เข้ามา

การฆ่าเชื้อเป็นประจำ: ขอแนะนำให้ล้างด้วยน้ำร้อนที่อุณหภูมิมากกว่าหรือเท่ากับ 80 องศาเป็นเวลาอย่างน้อย 30 นาทีทุกๆ 1-3 เดือน หรือใช้สารฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ไม่ออกซิไดซ์ (เช่น DBNPA) ในการจ่ายช็อต
การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ: เพื่อหลีกเลี่ยงการกักเก็บจุลินทรีย์-ในระยะยาว การออกแบบระบบควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวกรองถ่านกัมมันต์ผ่านการล้างย้อนเป็นระยะหรือล้างไปข้างหน้ามากกว่าหรือเท่ากับ 10% ทุกวัน

4. ความอิ่มตัวของการดูดซับและวงจรการเปลี่ยน

ตัวบ่งชี้การติดตามที่สำคัญ: ต้องตรวจสอบคลอรีนที่ตกค้างในน้ำทิ้งจากถ่านกัมมันต์อย่างต่อเนื่องหรืออย่างน้อยทุกวันเพื่อให้แน่ใจว่าจะคงอยู่ที่ 0 มก./ลิตร หากตรวจพบคลอรีน จำเป็นต้องตรวจสอบหรือเปลี่ยนทันที

การประมาณรอบการเปลี่ยนทดแทน: สามารถประมาณรอบการเปลี่ยน (T) เบื้องต้นได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้: T (ชั่วโมง)=[ปริมาณการโหลดคาร์บอนที่เปิดใช้งาน (กก.) × ความสามารถในการดูดซับต่อหน่วย (มก. Cl₂/กรัมคาร์บอน)] / [อัตราการไหลของอิทธิพล (ม.3/ชม.) × ความเข้มข้นของคลอรีนตกค้าง (มก./ลิตร)]

โดยที่ หน่วยความสามารถในการดูดซับสามารถใช้เป็นคาร์บอน 10-15 มก. Cl₂/กรัม (ค่าการออกแบบแบบอนุรักษ์นิยม)

ตัวอย่าง: ตัวกรองที่ประกอบด้วยถ่านกัมมันต์ 500 กก. ซึ่งบำบัดคลอรีนที่ตกค้าง 1.5 มก./ลิตร และอัตราการไหล 50 ลบ.ม./ชม. มีเวลากักเก็บคลอรีนตามทฤษฎีประมาณ (500 × 1000 × 10) / (50 × 1.5) กลับไปยัง 666 ชั่วโมง (ประมาณ 28 วัน) นี่เป็นเพียงระยะเวลากักเก็บคลอรีนเท่านั้น เมื่อพิจารณาถึงการดูดซับอินทรียวัตถุ วงจรการเปลี่ยนจริงมักจะกำหนดไว้ที่ 6 ถึง 24 เดือน และควรขึ้นอยู่กับข้อมูลการตรวจสอบจริง

5. การควบคุมไฮดรอลิกและพารามิเตอร์การทำงาน

เวลาสัมผัสเตียงว่าง (EBCT) เป็นพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญ สำหรับการกำจัดคลอรีนตกค้างและอินทรียวัตถุ โดยทั่วไป EBCT ได้รับการออกแบบมาให้ใช้เวลา 10-15 นาที

อัตราการไหลของน้ำยาย้อน: 12-15 ลบ.ม./(ตร.ม.·ชม.) (เช่น 12-15 ลบ.ม./ชม.) ยาวนาน 10-15 นาที

ความเข้มของการขัดผิวของอากาศ: หากใช้น้ำยาล้างย้อนด้วยอากาศ- ความเข้มข้นของอากาศจะอยู่ที่ประมาณ 50-60 ลบ.ม./(ตร.ม.·ชม.)

โดยทั่วไปการล้างย้อนจะดำเนินการทุกๆ 24-48 ชั่วโมง หรือเมื่อส่วนต่างแรงดันขาเข้าเพิ่มขึ้น 0.5-1.0 บาร์