У системима за пречишћавање воде са мембраном (као што су ултрафилтрација (УФ), нанофилтрација (НФ) и реверзна осмоза (РО),) активни угаљ обично није главна компонента за десалинизацију или стерилизацију, али игра незаменљиву улогу као кључни „пре-филтер“ и „заштитник“. Његове примене се углавном огледају у следећем аспекту:
1. Темељно уклањање заосталог хлора
Полиамидне мембране реверзне осмозе и нанофилтрације су изузетно осетљиве на оксидансе. Чак и са концентрацијом заосталог хлора од само 0,1 ппм (мг/Л) у напојној води, продужени контакт може изазвати разбијање полимерних ланаца мембране, што обично резултира трајним смањењем брзине десалинизације елемента мембране у року од неколико сати до дана. Филтери са активним угљем могу смањити концентрацију заосталог хлора на безбедан ниво испод<0.01 ppm through efficient surface reduction reactions, completely eliminating its oxidative threat to the membrane.
Теоретски, 1 грам-квалитетног активног угља може да уклони приближно 1 грам доступног хлора. У практичном инжењерингу, довољно времена контакта са празним слојем (ЕБЦТ) треба да се дизајнира на основу концентрације заосталог хлора и брзине протока напојне воде.
2. Високо ефикасна адсорпција органске материје, смањење запрљања мембране
Активни угаљ има велику специфичну површину, обично између 700-1500 м²/г. Ово му омогућава да ефикасно адсорбује природну органску материју (НОМ) у води, смањујући вредност УВ254 (коју карактерише органска материја која садржи коњуговане двоструке везе и бензенске прстенове) напојне воде за 60%-90% и уклањајући укупни органски угљеник (ТОЦ) за 20%-50%. Ово директно смањује колоидно и органско оптерећење које доприноси прљању мембране.
Побољшан индекс загађивања: Ефикасним уклањањем органске материје, предтретман активним угљем значајно смањује накнадну вредност СДИ (Индекс густине земљишта), обезбеђујући квалификовану напојну воду за мембране реверзне осмозе (СДИ15 < 5, идеална вредност < 3).
3. Ефекат биолошки активног угља (БАЦ)
Under suitable temperature (>15 степени ) и условима хранљивих материја, филтери са биолошким активним угљем могу постићи стопе уклањања амонијачног азота (НХ3-Н) које прелазе 80% и стопе уклањања биоразградивог раствореног органског угљеника (БДОЦ) које достижу 50%-70%, што је знатно веће од 20%-40% постигнутих једноставном физичком адсорпцијом.
Мере предострожности и оперативне тачке:
1. Избор и параметри типова активног угља:
Активни угљен од кокосове љуске: Поседује изузетно добро-развијене микропоре (величина пора<2nm), with iodine adsorption values typically >1000мг/г. Показује брзу брзину адсорпције и висок капацитет за заостали хлор и мале{2}}молекулске органске материје.
Активни угаљ{0}}на бази угља: поседује и микропоре и мезопоре (величине пора 2-50 нм). Вредности адсорпције метилен плавог могу да достигну 150-250 мг/г, нудећи боље ефекте уклањања већих органских молекула (као што је хуминска киселина) и боје у води.
Приликом куповине, поред јодне вредности и вредности метилен плавог, треба обратити пажњу и на јачину већу или једнаку 95% (да би се смањило ломљење и уситњавање током рада) и садржај влаге мањи или једнак 8%.
2. Спречавање цурења активног угљеника у праху:
Ново испирање са активним угљем: Ново пуњени активни угаљ мора проћи и напред и назад. Време испирања обично захтева 1-2 сата или дуже док се отпадна вода не замути<1.0 NTU.
Сигурносни филтер: Прецизни сигурносни филтер од 5 μм се мора инсталирати након тога, осигуравајући нормалну брзину пораста разлике притиска. Ако филтерски елемент пребрзо поцрни, то указује на озбиљно цурење праха активног угља.
3. Раст и контрола микроба:
Неконтролисани филтери са активним угљем могу имати 1-2 реда величине (10 до 100 пута) више бактерија ефлуента од утицаја.
Редовна дезинфекција: Препоручује се испирање топлом водом на температури већој од или једнакој 80 степени у трајању од најмање 30 минута свака 1-3 месеца или коришћење неоксидирајућих бактерицида (као што је ДБНПА) за шок дозирање.
Оптимизација дизајна: Да би се избегло дуготрајно{0}}задржавање микроба, дизајн система треба да обезбеди да филтер са активним угљем буде подвргнут радњама периодичног испирања уназад или унапред са више од 10% дневно.
4. Засићење адсорпције и циклус замене
Кључни индикатор праћења: Преостали хлор у ефлуенту активног угља мора се пратити континуирано или барем дневно како би се осигурало да остане на 0 мг/Л. Ако се открије било какав хлор, неопходна је хитна истрага или замена.
Процена циклуса замене: Циклус замене (Т) се може прелиминарно проценити коришћењем следеће формуле: Т (сати)=[Количина учитавања активног угља (кг) × Јединични капацитет адсорпције (мг Цл₂/г угљеника)] / [Брзина протока (м³/х) × Л Концентрација Цхм
При чему се јединични капацитет адсорпције може узети као 10-15 мг Цл₂/г угљеника (конзервативна пројектована вредност).
Пример: Филтер који садржи 500 кг активног угља, који третира инфлуент са концентрацијом заосталог хлора од 1,5 мг/Л и брзином протока од 50 м³/х, има теоретско време задржавања хлора од приближно (500 × 1000 × 10) / (50 × 1,5) дана (50 × 1,5) ≈ приближно 8 сати (приближно 1,5 × 6 сати). Ово је само време задржавања хлора; с обзиром на адсорпцију органске материје, стварни циклус замене се обично поставља на 6 до 24 месеца и треба да се заснива на стварним подацима праћења.
5. Хидраулична контрола и радни параметри
Време контакта са празним креветом (ЕБЦТ) је кључни параметар дизајна. За уклањање заосталог хлора и органске материје, ЕБЦТ је типично дизајниран да траје 10-15 минута.
Брзина повратног испирања: 12-15 м³/(м²·х) (тј. 12-15 м/х), у трајању од 10-15 минута.
Интензитет прочишћавања ваздуха: Ако се користи комбиновано испирање ваздуха{0}}водом, интензитет ваздуха је приближно 50-60 м³/(м²·х).
Повратно испирање се обично изводи сваких 24-48 сати, или када се разлика улазног притиска повећа за 0,5-1,0 бара.