Fi proġetti ta 'skariku żero għall-ilma mormi kimiku tal-faħam (CCW), id-degradazzjoni tal-materja organika ħafna drabi timpjega proċess simili għal dak tal-ilma tad-dranaġġ muniċipali, li jinvolvi "trattament minn qabel + trattament bijokimiku + trattament avvanzat", qabel ma tidħol f'sistema ta' konċentrazzjoni tal-membrana u kristallizzazzjoni tal-evaporazzjoni. It-tneħħija ta 'CODcr wara l-konċentrazzjoni ilha sfida fil-qasam tar-rimi żero ta' ilma mormi kimiku tal-faħam. Xi teknoloġiji fattibbli ġew injorati, filwaqt li teknoloġiji mhux fattibbli ħadu ċ-ċentru. Dan l-artikolu jesplora l-applikabbiltà tal-adsorbiment tal-karbonju attivat f'rimi żero ta 'ilma mormi kimiku tal-faħam għal referenza minn professjonisti tat-trattament tal-ilma.
I. Pollutanti Organiċi Maġġuri fl-Ilma tad-Dranaġġ Kimiku tal-Faħam
L-ilma tad-drenaġġ kimiku tal-faħam huwa tipiku diffiċli-biex-ttrattat l-ilma tad-drenaġġ industrijali ġġenerat matul diversi proċessi ta' pproċessar tal-faħam. L-idrokarburi aromatiċi huma l-kontributur ewlieni għal CODcr fl-ilma mormi kimiku tal-faħam, li jammontaw għal aktar minn 50%. Komposti tal-benżin (BTEX, benżin, toluene, ethylbenzene, p-xylene), fenoli, u idrokarburi aromatiċi poliċikliċi (PAHs) huma eżempji tipiċi. Zhang et al. studja l-bidliet fil-materja organika fl-ilma tad-drenaġġ kimiku tal-faħam matul il-proċess ta 'trattament, u pprova li wara l-proċess ta' "trattament minn qabel + trattament bijokimiku + trattament avvanzat", il-proporzjon ta 'molekuli kbar ta' materja organika fl-ilma żdied (kuntrarju għall-pretensjonijiet ta 'xi istituti tad-disinn jew unitajiet EPC li l-materja organika li fadal hija diffiċli-biex titneħħa-materja organika), u l-kompożizzjoni tal-PAH saret iddominata minn materja organika żgħira. (Referenza: Zhang L, Liu H, Wang Y, et al. Karatteristiċi ta' kompożizzjoni ta' materja organika maħlula waqt it-trattament tad-drenaġġ tal-likwefazzjoni tal-faħam u l-implikazzjonijiet ambjentali tiegħu[J]. Science of the Total Environment, 2020, 704: 135409.)
II. Riċerka dwar il-Prestazzjoni tal-Assorbiment tal-Karbonju Attivat għall-Ilma tad-Dranaġġ Kimiku tal-Faħam
Hija preċiżament il-materja organika li fadal, prinċipalment il-PAHs, li saret il-problema ta' konġestjoni fil-proġett ta' żero-skariku ta' ilma mormi kimiku tal-faħam. Wara li dawn il-materji organiċi jidħlu fis-sezzjoni tal-konċentrazzjoni tal-membrana, il-konċentrazzjoni tagħhom tirdoppja. Xi istituti tad-disinn jew unitajiet EPC jippromwovu bil-qawwa t-teknoloġija tal-assorbiment tal-karbonju attivat matul l-istadju tal-konċentrazzjoni tal-membrana, mingħajr ebda analiżi kritika jew ibbażata fuq pretensjonijiet infondati. Fl-aħħar mill-aħħar jikkonkludu li l-assorbiment tal-karbonju attivat ta 'CODcr huwa fattibbli qabel il-konċentrazzjoni tal-membrana jew il-kristallizzazzjoni tal-evaporazzjoni. Madankollu, it-teknoloġija tal-assorbiment tal-karbonju attivat hija tassew adattata għal aktar tneħħija ta 'materja organika, primarjament PAHs?
Il-karbonju attivat granulari (GAC) għandu daqs medju tal-pori bejn 3.2 u 3.4 nm, b'mikropori jammontaw għal 25%-27% u mesopori jammontaw għal 73%-75%. Il-PAHs għandhom aktar minn 100 struttura molekulari, bin-naftalina, l-acenaphthene, il-fluworen u l-phenantrene huma l-komposti ewlenin fl-ilma tad-dranaġġ kimiku tal-faħam. Studji minn Dinushika et al. sabu li naftalina u acenaphthene għandhom volumi molari relattivament żgħar u daqsijiet molekulari, li jirriżultaw f'rati ta 'assorbiment relattivament għoljin għalihom minn GAC, filwaqt li fluorene u phenantrene għandhom volumi molari relattivament kbar u daqsijiet molekulari, li jwasslu għal rati ta' assorbiment relattivament baxxi minn GAC. GAC jilħaq ekwilibriju ta 'assorbiment għal naftalina u acenaphthene f'4-8 sigħat, b'kapaċità ta' assorbiment ta 'madwar 14 mg / g. GAC jilħaq ekwilibriju ta 'assorbiment għal fluorene u phenantrene f'16-24 siegħa, b'kapaċità ta' assorbiment ta 'madwar 12 mg/g, ekwivalenti għal 36 mg CODcr/g GAC. (Referenza: Eeshwarasinghe D, Loganathan P, Kalaruban M, et al. It-tneħħija ta 'idrokarburi aromatiċi poliċikliċi mill-ilma bl-użu ta' karbonju attivat granulari: studji ta 'assorbiment kinetiku u ta' ekwilibriju[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2018, 25 (14): 13511-13524.)
III. Diskussjoni dwar l-Applikazzjoni Prattika tal-Assorbiment tal-Karbonju Attivat
F'applikazzjonijiet prattiċi, jekk il-ħin ta 'residenza għall-assorbiment tal-karbonju attivat huwa ssettjat għal 16-24 siegħa, ikunu meħtieġa filtri ta' adsorbiment multipli, li ovvjament mhuwiex prattiku. Ħin ta 'residenza ta' madwar 4 sigħat huwa raġonevoli, iżda f'dan iż-żmien, GAC prinċipalment jassorbi n-naftalina, u m'għandu l-ebda effett sinifikanti ta 'adsorbiment fuq PAHs oħra bħal acenaphthene, fluorene u phenantrene.
Mill-perspettiva tal-iskala tat-tagħmir tas-sodda tal-filtru tal-adsorbiment, ħin ta 'residenza ta' 4 sigħat mhuwiex qasir. Jekk wieħed jassumi li l-volum ta 'ilma li jifdal ta' ilma mormi kimiku tal-faħam wara "trattament minn qabel + trattament bijoloġiku + trattament avvanzat + konċentrazzjoni tal-membrana" huwa 10 m³/h, u l-ħin ta 'residenza tas-sodda tal-filtru tal-adsorbiment huwa ssettjat għal 4 sigħat, imbagħad 6 sodod tal-filtru tal-adsorbiment b'dijametru ta' 1.8 m u għoli ta '5 m u 3 għal riġenerazzjoni huma meħtieġa (3 għal riġenerazzjoni). Bl-istess mod, jekk il-volum tal-ilma li għandu jiġi ttrattat huwa 100 m³/h, allura jkunu meħtieġa 60 sodda tal-filtru tal-adsorbiment bħal dawn, li jagħmlu l-iskala tat-tagħmir pjuttost kbira.
F'termini ta 'użu tal-GAC, it-teħid tal-ilma mormi kimiku tal-faħam ta' 10 m³ / h hawn fuq imsemmi bħala eżempju, b'CODcr ta '1000 mg / L (30% minnu huwa naftalina), ħin ta' żamma ta '4 h jista' jnaqqas CODcr għal 700 mg / L. Jekk l-istennija hija li jiġu riġenerati t-tliet filtri ta 'adsorbiment kull 7 ijiem (168 h), allura 14 t ta' GAC hija meħtieġa fit-tliet tankijiet ta 'adsorbiment, u 28 t ta' GAC hija meħtieġa fis-sitt tankijiet ta 'adsorbiment. Id-densità tal-massa tal-GAC hija 450 ~ 600 kg/m³, għalhekk 28 t ta 'GAC hija ekwivalenti għal 46 ~ 62 m³, li jfisser li s-sitt filtri ta' adsorbiment huma kważi mimlijin (istitut tad-disinn spiss jiddisinja biex jimla l-filtri ta 'adsorbiment b'GAC fi proġetti ta' ilma mormi żero -skarigu). Biex jiġi żgurat il-ħin ta 'żamma u r-rata ta' espansjoni tal-backwash, l-iskala tat-tagħmir jeħtieġ li tiġi rduppjata aktar.
Barra minn hekk, bosta studji wrew li wara 3 ~ 4 riġenerazzjonijiet termali ta 'GAC, il-kapaċità ta' adsorbiment tagħha tinżel għal aktar minn 80% ta 'dak ta' karbonju ġdid, u wara 5 ~ 10 riġenerazzjonijiet termali, il-GAC huwa essenzjalment inutilizzabbli. L-eżempju ta 'hawn fuq jassumi riġenerazzjoni kull 7 ijiem, li jfisser li dan il-lott ta' karbonju attivat għandu ħajja ta 'mhux aktar minn sitt xhur, li jirriżulta fi spejjeż kbar għar-riġenerazzjoni u s-sostituzzjoni tal-karbonju. Barra minn hekk, ir-riġenerazzjoni essenzjalment tinvolvi r-rilaxx tal-materja organika adsorbita mill-GAC lura fl-atmosfera; fir-realtà, il-GAC ma tneħħix tassew il-materja organika.