Membrānas ūdens attīrīšanas sistēmās (piemēram, ultrafiltrācijā (UF), nanofiltrācijā (NF) un reversajā osmozē (RO) aktīvā ogle parasti nav galvenā atsāļošanas vai sterilizācijas sastāvdaļa, taču tai ir neaizvietojama loma kā “pirmsfiltram” un “aizsargam”. Tās pielietojums galvenokārt ir atspoguļots šādos aspektos:
1. Pilnīga hlora atlikuma noņemšana
Reversās osmozes un nanofiltrācijas poliamīda membrānas ir ārkārtīgi jutīgas pret oksidētājiem. Pat ar 0,1 ppm (mg/l) atlikuma hlora koncentrāciju padeves ūdenī, ilgstošs kontakts var izraisīt membrānas polimēru ķēžu sadalīšanos, kas parasti izraisa pastāvīgu membrānas elementa atsāļošanas ātruma samazināšanos dažu stundu vai dienu laikā. Aktīvās ogles filtri var samazināt atlikušā hlora koncentrāciju līdz drošam līmenim<0.01 ppm through efficient surface reduction reactions, completely eliminating its oxidative threat to the membrane.
Teorētiski 1 grams augstas kvalitātes -aktivētās ogles var noņemt aptuveni 1 gramu pieejamā hlora. Praktiskajā inženierijā pietiekams tukšās gultas kontakta laiks (EBCT) jāprojektē, pamatojoties uz atlikušā hlora koncentrāciju un padeves ūdens plūsmas ātrumu.
2. Ļoti efektīva organisko vielu adsorbcija, samazinot membrānas piesārņojumu
Aktivētajai oglei ir liela īpatnējā virsma, parasti no 700 līdz 1500 m²/g. Tas ļauj tai efektīvi adsorbēt dabiskās organiskās vielas (NOM) ūdenī, samazinot UV254 vērtību (ko raksturo organiskās vielas, kas satur konjugētas dubultsaites un benzola gredzenus) padeves ūdenī par 60–90% un atdalot kopējo organisko oglekli (TOC) par 20–50%. Tas tieši samazina koloidālās un organiskās slodzes, kas veicina membrānas piesārņojumu.
Uzlabots piesārņojuma indekss: efektīvi noņemot organiskās vielas, aktīvās ogles pirmapstrāde ievērojami samazina turpmāko SDI (augsnes blīvuma indeksa) vērtību, nodrošinot kvalificētu barības ūdeni reversās osmozes membrānām (SDI15 < 5, ideālā vērtība < 3).
3. Bioloģiski aktīvās oglekļa (BAC) ietekme
Under suitable temperature (>15 grādi) un barības vielu apstākļos, bioloģiski aktīvās ogles filtri var sasniegt amonjaka slāpekļa (NH3-N) izvadīšanas ātrumu, kas pārsniedz 80%, un bioloģiski noārdāmā izšķīdinātā organiskā oglekļa (BDOC) izvadīšanas ātrumu, kas sasniedz 50–70%, ievērojami augstāks nekā 20–40%, kas sasniegts ar vienkāršu fizisko adsorbciju.
Piesardzības pasākumi un darbības punkti:
1. Aktivētās ogles veidu izvēle un parametri:
Kokosriekstu čaumalas aktivētā ogle: tai ir ļoti labi{0}}attīstītas mikroporas (poru izmērs<2nm), with iodine adsorption values typically >1000 mg/g. Tam ir ātrs adsorbcijas ātrums un liela hlora un mazmolekulāru organisko vielu kapacitāte.
Aktīvais ogles-bāze: tajā ir gan mikroporas, gan mezoporas (poru izmērs 2–50 nm). Metilēnzilā adsorbcijas vērtības var sasniegt 150-250 mg/g, nodrošinot labāku izvadīšanas efektu lielākām organiskajām molekulām (piemēram, humīnskābei) un krāsai ūdenī.
Iegādājoties, papildus joda vērtībai un metilēnzilā vērtībai jāpievērš uzmanība arī izturībai, kas ir lielāka vai vienāda ar 95% (lai samazinātu lūšanu un pulverizāciju darbības laikā) un mitruma saturam, kas ir mazāks vai vienāds ar 8%.
2. Aktivētās ogles pulvera noplūdes novēršana:
Jauna aktīvās ogles skalošana: tikko ievietotā aktīvā ogle ir jāmazgā gan uz priekšu, gan atpakaļ. Skalošanas laiks parasti prasa 1-2 stundas vai ilgāk, līdz notekūdeņi ir duļķains<1.0 NTU.
Drošības filtrs: pēc tam jāuzstāda 5 μm precizitātes drošības filtrs, kas nodrošina normālu spiediena starpības pieauguma ātrumu. Ja filtra elements pārāk ātri kļūst melns, tas norāda uz nopietnu aktīvās ogles pulvera noplūdi.
3. Mikrobu augšana un kontrole:
Nekontrolējamos aktīvās ogles filtriem izplūdes baktēriju skaits var būt par 1-2 kārtām (10 līdz 100 reizes) lielāks nekā ieplūstošajā.
Regulāra dezinfekcija: ieteicams skalot ar karstu ūdeni, kura temperatūra ir lielāka vai vienāda ar 80 grādiem, vismaz 30 minūtes ik pēc 1-3 mēnešiem vai šoka dozēšanai izmantojiet neoksidējošu baktericīdu (piemēram, DBNPA).
Dizaina optimizācija: lai izvairītos no ilgstošas-mikrobu aiztures, sistēmas konstrukcijai ir jānodrošina, ka aktīvās ogles filtram katru dienu tiek veiktas vairāk nekā 10% periodiskas mazgāšanas ar atpakaļgaitas vai uz priekšu.
4. Adsorbcijas piesātinājuma un aizstāšanas cikls
Galvenais uzraudzības indikators: hlora atlikuma līmenis aktīvās ogles notekūdeņos ir jākontrolē nepārtraukti vai vismaz katru dienu, lai nodrošinātu, ka tas paliek 0 mg/l. Ja tiek konstatēts hlors, ir nepieciešama tūlītēja izmeklēšana vai nomaiņa.
Nomaiņas cikla novērtējums: nomaiņas ciklu (T) var provizoriski novērtēt, izmantojot šādu formulu: T (stundas)=[Aktīvās ogles iekraušanas daudzums (kg) × vienības adsorbcijas jauda (mg Cl₂/g oglekļa)] / [Ieplūdes plūsmas ātrums (m³/h) × atlikums (m³/h) × L koncentrācija
Kur vienības adsorbcijas spēju var uzskatīt par 10-15 mg Cl₂/g oglekļa (konservatīvā projektētā vērtība).
Piemērs: filtram, kas satur 500 kg aktīvās ogles, kas attīra ieplūdi ar atlikuma hlora koncentrāciju 1,5 mg/L un plūsmas ātrumu 50 m³/h, teorētiskais hlora aiztures laiks ir aptuveni (500 × 1000 × 10) / (50 × 1,5) aptuveni 6 stundas. Tas ir tikai hlora aiztures laiks; ņemot vērā organisko vielu adsorbciju, faktiskais nomaiņas cikls parasti ir noteikts no 6 līdz 24 mēnešiem, un tam jābalstās uz faktiskajiem monitoringa datiem.
5. Hidrauliskā vadība un darbības parametri
Tukšas gultas kontakta laiks (EBCT) ir galvenais dizaina parametrs. Hlora un organisko vielu atlikuma noņemšanai EBCT parasti ir paredzēts 10–15 minūtēm.
Atgriezeniskās skalošanas plūsmas ātrums: 12-15 m³/(m²·h) (ti, 12-15 m/h), ilgst 10-15 minūtes.
Gaisa tīrīšanas intensitāte: ja tiek izmantota kombinētā gaisa -ūdens pretskalošana, gaisa intensitāte ir aptuveni 50–60 m³/(m²·h).
Atgriezeniskā mazgāšana parasti tiek veikta ik pēc 24–48 stundām vai tad, kad ieplūdes spiediena starpība palielinās par 0,5–1,0 bāriem.