امروزه کربن فعال گرانول (GAC) به طور فزاینده‌ای برای تصفیه مواد پلی فلوئوروآلکیل (PFAS) استفاده می‌شود. به همین دلیل محققان به لطف داده‌ها و تجربه‌هایی که به دست آوردند. از نصب قبلی می‌توانند نتایج خود را با دانستن آنچه انتظار دارند بهبود بخشند.
تأثیر پلی فلوئوروآلکیل (PFAS) و سایر آلاینده‌های در حال ظهور (EC)، بر روی آب آشامیدنی باعث شده است. که بسیاری از تاسیسات آب از فن آوری های تصفیه اضافی استفاده کنند.
یکی از پرکاربردترین روشهای تصفیه که برای حذف برخی مواد پلی فلوئوروآلکیل استفاده می شود ، کربن فعال دانه ای (GAC) است.
با این حال ، بسیاری از سرویس های آب آشامیدنی – به ویژه آنهایی که از منابع آب زیرزمینی استفاده می کنند – اغلب فقط از ضد عفونی استفاده می کنند ، بنابراین با استفاده از فن آوری های تصفیه مانند کربن فعال دانه ای آشنا نیستند.
پنج جنبه از اجرای سیستم تصفیه با کربن فعال گرانول یا دانه ای:
- نیاز به خیساندن
- نیاز به شستشو
- دوره تنظیم pH
- محتوای آرسنیک
- ضد عفونی
نیاز به خیساندن
وقتی کربن فعال گرانول جدید به سیستم اضافه می شود ، خشک است و فضای خالی خارجی و منافذ داخلی با هوا پر می شوند. مواد کربن فعال گرانول فقط ۲۰٪ از حجم بستر را اشغال می کنند و الباقی هوا است.
منافذ داخلی کربن فعال گرانول تقریباً ۴۰٪ از حجم بستر کربن فعال گرانول است. خیساندن باعث می شود تا آب در منافذ پخش شود و هوای روده ای را جابجا کند.
از آنجا که سطوح کربن فعال گرانول آبگریز هستند ، مرطوب شدن منافذ کربن و جابجایی هوا مدت زمان معقولی طول می کشد.
مقدار زمان مورد نیاز تابعی از دما و اندازه مش کربن است. در دمای بالاتر باعث انتشار سریعتر می‌شود. برعکس ، ذرات بزرگتر منافذ طولانی تری دارند و برای انتشار به زمان بیشتری نیاز دارند.
در دمای محیط ( ۱۰-۱۵.۶ درجه سانتیگراد) ، خیساندن به ۴۸ تا ۷۲ ساعت نیاز دارد. مخزن باید در حالت سرریز بیش از ۵ گرم در دقیقه پر شود.
در طول دوره مرحله‌ی خیس کردن مخزن باید از فرآیند تصفیه جدا شود. و آب به طور ایستا درون مخزن نگه داشته شود.
پس از خیساندن آب، بستر کربن نیاز به شستشوی مجدد یا تخلیه و پر کردن مجدد جریان دبی بیش از ۲ gpm / ft2 دارد. تا تمام هوای محبوس‌شده (از منافذ کربن) جابجا شود.
هوا در عملکرد جریان طبیعی جابجا نمی شود.
اگر کربن به درستی خیس نشود یا هوادهی نشود ، مشکلات عملیاتی و عملکردی ایجاد می شود.
این مشکلات شامل افزایش افت فشار است. زیرا هوا از منافذ کربن جداشده و درون بستر محبوس می‌شود. و جذب ضعیف یا بسیار کمی می تواند در منافذ رخ دهد.
این مطلب را هم بخوانید: کاربرد فیلتر کربنی فعال در تصفیه فاضلاب
شرایط لازم شستشو
شستشوی مجدد کربن فعال گرانول تازه نصب شده، برای از بین بردن ریزدانه‌های کربن و طبقه‌بندی بستر لازم است. طبقه بندی به ذرات کربن بزرگتر اجازه می دهد تا در ته مخزن قرار بگیرند و توزیع عمودی ذرات را فراهم می کنند.
ممکن است روشهای شستشو که توصیه شده متفاوت باشد. اما سه جنبه مهم وجود دارد که باید رعایت شوند:
- میزان جریان خاص شستشوی معکوس به دمای آب و محصول خاص کربن فعال گرانول نصب‌شده بستگی دارد.
- ترکیب یک دوره شیب دار به آرامی کربن را جدا می کند و هوای روده ای را از بین می برد.
- ترکیب یک دوره شیب دار به پایین طبقه بندی کربن فعال گرانول را امکان پذیر می کند.
جدول ۱ الزامات کلی را که باید برای طراحی و کاربرد سیستم برنامه ریزی شود ، ارائه می‌دهد.
- آب بک واش باید تمیز و عاری از مواد جامد باشد.
- نیازهای خاص به محصول کربن ، pH و ظرفیت بافر آب و مقادیر pH هدف بستگی خواهد داشت.
- پساب شستشو با توجه به پیکربندی نیاز به تخلیه فاضلاب یا جمع آوری آن برای تخلیه/دفع دارد.
سرعت جریان معکوس برای سیال شدن بستر از نظر gpm / ft2 برای رسانه های خاص مورد استفاده در دمای آب سیستم موجود است.
از این موارد باید برای تعیین مقدار آب شستشوی معکوس استفاده شود. از آنجا که آب در دمای سردتر چگال تر است ، برای سیال شدن بستر به سرعت جریان حجمی کمتری نیاز دارد. مهم است که مراقب دمای آب باشید.
اگر میزان دبی استفاده‌شده بیش از حد توصیه‌شده برای دمای داده‌شده‌باشد. امکان شستشوی محیط از ظرف وجود دارد.
باید تأکید کرد که دلیل اصلی انجام شستشوی معکوس روی کربن جدید حذف مانده‌ها است. به همین ترتیب ، آب شستشوی پشت غالباً حاوی غلظت های بالای کل مواد جامد معلق (TSS) است.
دوره تنظیم pH
غالباً ، راه اندازی سیستم های کربن فعال گرانول ، افزایش غیر قابل قبولی در پساب pH نشان می‌دهد ، که می تواند منجر به تولید pH پساب بیش از مقادیر مجاز شود.
میزان گردش pH به کیفیت آب (عمدتا pH اولیه و ظرفیت بافر) بستگی دارد.
همچنین نشان داده‌شده‌است. که افزایش pH تا حد زیادی مستقل از مواد پایه کربن فعال گرانول و اینکه کربن توسط تولید کننده اسید شسته‌شده است یا خیر بستگی دارد.
توجه داشته باشید که pH به عنوان تابعی از زمان اجرا کاهش می یابد. این بدان دلیل است که به دنبال پروتون شدن ، سطح با آنیون‌ها (کلرید ، سولفات و غیره) موجود در آب خنثی می شود .
PH پساب را می توان برای ۲۰۰ تا ۵۰۰ حجم بستر افزایش داد. علاوه بر این این pH بالا می‌تواند.دوباره منجر به شسته‌شدن آلومینیوم، منگنز و سایر فلزات انتقالی از کربن فعال شده‌شود.
گردش مجدد می‌تواند مقدار بستر مورد نیاز برای بدست آوردن pH خنثی را محدود کند ، اما شستشو با آب با نفوذ بهتر است.
در اکثر سناریوها ، هدر رفتن لازم برای شستشوی مورد نیاز به دو تا سه روز کار مداوم نیاز دارد. بنابراین ، برنامه ریزی برای اتصال فاضلاب در طراحی همیشه بهترین راه حل است.
همانطور که در جدول ۱ مشاهده می شود ، شستشوی اسید ممکن است میزان شستشو مورد نیاز برای کاهش pH پساب را به میزان قابل قبولی کاهش دهد.
با این حال ، شستشوی اسید به تنهایی برای از بین بردن مقادیر pH پساب بالا در ابتدا کافی نیست.
کربن باید مشخصات حداکثر “pH تماسی اصلاح شده” را داشته باشد تا نشان دهد یک محصول تثبیت شده در pH است.
نتایج خنثی سازی pH سیستم طراحی شده توسط Jacobs در شکل ۲ ارائه شده است.
محتوای آرسنیک
زغال سنگ حاوی مقداری آرسنیک است که در درجه اول در ماده معدنی پیریت وجود دارد که در ذغال سنگ پراکنده شده است.
این بدان معنی است که محصولات قیری و زیر بتونی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند اغلب حاوی آرسنیک هستند.
معمولاً تصور می شود که احتمالاً کربن فعال گرانول در نارگیل حاوی مقداری آرسنیک است.
با این حال ، از آنجا که پوسته های نارگیل مورد استفاده برای تولید کربن فعال گرانول اغلب از مکان‌هایی با خاک غنی از آرسنیک برداشت می شود ، درخت نارگیل آرسنیک را گرفته و آن را در پوسته نارگیل متمرکز می کند.
به همین ترتیب ، وقتی کربن فعال گرانول روی خط قرار می گیرد ، صرف نظر از منبع مواد پایه ، احتمال انتقال آرسنیک قابل شستشو در سطح کربن فعال به مایع وجود دارد و در نهایت در آب آشامیدنی قرار دارد.
بنابراین ، یک بار شستشوی کربن فعال گرانول برای تمیز کردن آرسنیک مورد نیاز است.
شکل ۳ نتایج حاصل از تاسیس اخیر با استفاده از یک محصول مبتنی بر قیر را نشان می دهد.
ضد عفونی
ضد عفونی ظرفهای خالی جذب ، لوله گذاری و سایر تجهیزات باید از طریق کلر زدن از طریق روشهای استاندارد حاصل شود.
اگرچه فعال سازی کربن فعال گرانول در دماهای بالا (۸۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتی گراد) اتفاق می افتد و تمام آلودگی های باکتریایی مواد اولیه را از بین می برد ، اما ممکن است در حین حمل و نقل GAC آلوده شود.
بنابراین ، قبل از استفاده ، کربن فعال گرانول باید ارزیابی و بررسی شود که عاری از آلودگی باکتریایی است.
پس از نصب ، خیساندن ، شستشوی مجدد و پاکسازی کربن فعال گرانول ، همانطور که در بالا توضیح داده شد ، سیستم باید از نظر روش با شستشو از نظر وجود باکتری بررسی شود.
شستشو باید با سرعت جریان طراحی انجام شود که مربوط به زمان تماس با بستر خالی (EBCT) 10 دقیقه باشد.
دو نمونه برای تجزیه و تحلیل باکتری (تعداد صفحات کلی فرم و / یا هتروتروف [HPC]) باید از پساب کربن فعال گرانول با ۱۰ دقیقه و ۶۰ دقیقه شستشو (یا یک فاصله جایگزین با فاصله کمتر از ۳۰ دقیقه) جمع آوری شود.
سطح HPC کمتر از ۵۰۰ واحد تشکیل دهنده کلنی در میلی لیتر (cfu / ml) قابل قبول تلقی می شود.
خلاصه
از آنجا که شرکت‌های بیشتری در حال بررسی کربن فعال گرانول برای تصفیه مواد پلی فلوئوروآلکیل هستند ، جنبه هایی از راه اندازی سیستم کربن فعال گرانول وجود دارد که به طور گسترده تبلیغ نمی‌شود.
در نظر گرفتن خیساندن ، شستشوی مجدد ، خنثی سازی pH ، شستشو آرسنیک و ضد عفونی باید به عنوان بخشی از طراحی سیستم کربن فعال گرانول در نظر گرفته شود.
منبع: WaterOnline
خیلی ممنون از مطلب خوبتون توضیع مراحلش برای من جذاب بود.