Xử lý nước bằng than hoạt tính là một quá trình hấp phụ trong đó các tạp chất bị giữ lại trên bề mặt các hạt carbon thông qua quá trình hấp phụ.
Các hạt than hoạt tính có cấu trúc vi mô xốp với diện tích bề mặt rất lớn.
Hiệu suất hấp phụ phụ thuộc vào các thông số như kích thước phân tử, kích thước lỗ rỗng, diện tích bề mặt, nồng độ hạt, nhiệt độ và thời gian tiếp xúc.
Quá trình hấp phụ
Hấp phụ là hiện tượng các phân tử hoặc hạt tập hợp trên bề mặt rắn. "Chất hấp phụ" có thể là bất kỳ vật liệu rắn nào có vị trí liên kết mà chất hấp phụ có thể liên kết.
Chất hấp phụ thương mại được sử dụng phổ biến nhất trong xử lý nước là than hoạt tính.
Ứng dụng của than hoạt tính trong xử lý nước
Lọc than hoạt tính được sử dụng để:
Loại bỏ mùi vị và mùi hôi từ nước.
Giảm thiểu rủi ro về sức khỏe.
Ngăn ngừa hư hỏng màng thẩm thấu ngược và nhựa trao đổi ion.
Xử lý bậc ba nước thải.
Tiền xử lý nước công nghiệp, v.v.
Các loại than hoạt tính khác nhau có thể loại bỏ các loại chất gây ô nhiễm khác nhau:
Clo dư từ quá trình khử trùng-clo hoặc chloramines và một số sản phẩm phụ khử trùng (DBP), chẳng hạn như trihalomethanes (THM). Các hợp chất hữu cơ, bao gồm dung môi, thuốc trừ sâu và chất thải công nghiệp.
Một số kim loại nặng như chì,...
Tuy nhiên, bộ lọc than hoạt tính không thể loại bỏ vi khuẩn, vi rút và muối khoáng.
Than hoạt tính có gì đặc biệt?
Than hoạt tính là loại carbon đã được xử lý để tăng diện tích bề mặt lên khoảng 1000 m2/g.
Cấu trúc của nó tạo ra một số lượng rất lớn các lỗ nhỏ giữa các nguyên tử carbon, dẫn đến diện tích bề mặt rất lớn.
Một vài gam (khoảng 5 gam) than hoạt tính có diện tích bề mặt tương đương với diện tích bề mặt của một sân bóng đá!
Than hoạt tính kỵ nước và có ái lực mạnh với các hợp chất hữu cơ và các chất ô nhiễm không{0} phân cực. Sự hấp phụ chủ yếu được điều khiển bởi lực van der Waals.
Nguyên liệu thô than hoạt tính
Than hoạt tính có nhiều loại, mỗi loại có đặc tính riêng. Nó được làm từ nhiều loại nguyên liệu thô có hàm lượng-cacbon-cao, chẳng hạn như:
Cacbon khoáng
Gỗ
gáo dừa
Cây tre
Than hoạt tính phải có số lượng lớn vi lỗ, được phân bố hợp lý để hấp phụ các phân tử có kích thước khác nhau.
Ngoài ra, nó phải chứa các lỗ chân lông lớn hơn để tạo điều kiện cho các phân tử xâm nhập vào các lỗ chân lông nhỏ nhất.
Do đó, quá trình sản xuất phải được kiểm soát để đáp ứng các yêu cầu phân bổ kích thước lỗ chân lông cụ thể.
Các dạng than hoạt tính
Để xử lý nước,than hoạt tínhcó hai dạng chính:
Than hoạt tính dạng bột (PAC) – vật liệu nghiền, nghiền với hầu hết các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,18 mm (80 lưới).
Than hoạt tính dạng hạt (GAC) – có hình dạng không đều, thường có đường kính từ 0,2 đến 1,5 mm.
Quá trình xử lý nước bao gồm việc thêm PAC vào nước hoặc cho nước đi qua lớp GAC.
PAC được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để kiểm soát mùi vị và/hoặc loại bỏ chất hữu cơ.
Nó được sử dụng ở dạng bột khô hoặc dạng bùn.
Bột khô - được đo bằng thiết bị cấp bột khô để định lượng vật liệu khô. Nó phù hợp cho liều lượng thấp và không thường xuyên.
Bùn - được đo bằng bơm định lượng. Phương pháp này được sử dụng khi việc bổ sung PAC thường xuyên và cần liều lượng cao.
GAC chủ yếu được sử dụng làm bộ lọc sau lọc, tuân theo các quy trình lọc thông thường hoặc trong các bộ lọc phương tiện dạng hạt trong đó một phần của lớp lọc được thay thế bằng GAC.
Trong cấu hình-lọc sau, bộ lọc GAC nhận được nước-chất lượng cao vì nó đã trải qua toàn bộ quá trình xử lý.