汚水処理フィルター

何千年もの間、濾過は水に含まれる汚れ、錆、浮遊物質、その他の不純物のレベルを減らすために使用されてきました。 これは、汚れた入力水 (流入水) をフィルター媒体に通過させることによって実現されます。 水が濾材を通過する際、不純物は濾材の中に保持されます。 不純物と媒体に応じて、水からの不純物の除去には、いくつかの異なる物理的および化学的メカニズムが作用して除去されます。 これらのメカニズムを使用するために使用される機器の一部は、時間の経過とともに劇的に変化しました。

濾過中に発生する基本的な物理的および化学的メカニズムは、長年にわたってよりよく理解されるようになりました。 これらの進歩により、水処理の専門家は水からの不純物の除去を最適化できるようになりました。 ろ過システムは粒子状物質を除去しますが、ろ材の表面積が大きいため、いくつかの汚染物質を除去する化学反応を促進するために使用することもできます。

吸着原理:

「吸着」は、ろ過の議論で最も頻繁に使用されますが、最も理解されていない用語の 1 つです。 吸着とは、液体から固体の表面への不純物の除去を指します。 水中に浮遊した粒子は、吸着が起こると固体表面に付着します。 吸着とは、気体、液体、または固体の原子、イオン、または分子が表面に付着することです。 水ろ過の場合、液体中に存在する浮遊固体粒子が媒体の固体表面に付着します。

吸着は、閉塞された粒子がプロセス フローから除去されるという点で閉塞とは異なります。閉塞は、粒子が大きすぎて媒体内の物理的制限を通過できないことの結果です。 ほとんどの場合、吸着粒子は弱い化学相互作用の影響を受け、固体表面に吸着します。 吸着された粒子は特定の媒体の表面に付着し、固体の弱く保持された部分の膜になります。 不純物分子は、化学吸着としても知られる静電引力 (ファンデルワールス力) によってカーボンの内部細孔構造内に保持されます。

ほとんどの用途では、活性炭は吸着によって流体、蒸気、またはガスから不純物を除去します。吸着は、活性炭の内部細孔内に分子が蓄積する表面現象です。 これは、吸着される分子よりわずかに大きい細孔で発生します。そのため、活性炭媒体の細孔サイズと吸着しようとしている分子粒子を一致させることが非常に重要です。 AES には、お客様の用途に適したカーボン メディアを選択する豊富な経験があります。

粒状活性炭は主に固定濾床に使用されます。 考慮する必要がある重要な側面には、必要な接触時間、フィルター容器のサイズ、充填および空にする設備、安全対策などがあります。 さらに、GAC に関する重要な考慮事項は、現場または現場外での再生の可能性についてです。 通常、非常に大規模な施設ではその場で再生を実行できますが、小規模な施設では再生を実行することは現実的ではありません。 最も一般的な活性炭の再生方法は熱活性化です。 これは、乾燥から始まり、次に加熱、最後に酸化性ガス (蒸気または二酸化炭素) による残留有機ガス化という 3 つの主要なステップで実行されます。 主要なカーボンメーカーはヨーロッパにあるため、通常、カーボンベッドの交換はより安く済みます。

活性炭が逆洗だけで再生できるというのは迷信です。 逆洗は捕捉された物質のみを除去し、フィルターベッドを再分類します。 活性炭には一定の寿命があり、それを過ぎると不純物を除去できなくなるため、除去して交換する必要があります。

活性炭は、内部多孔率が高く、したがって内部表面積が大きい炭素質吸着剤です。 市販の活性炭グレードの内部表面積は 500 ～ 1500 m2/g です。 アプリケーションの種類に関連して、主に 3 つグループが存在します:

粉末活性炭。 粒子径 1-150 μm
粒状活性炭、粒径 0.5-4 mm
押出活性炭、粒径 0.8-4 mm
適切な活性炭には、大きな内部表面積、専用の（表面）化学的特性、内部細孔へのアクセスのしやすさなど、多くの独特の特性があります。 細孔径の分布は実用化にとって非常に重要です。 最適な適合性は、捕捉する分子、相 (気体、液体)、および処理条件によって異なります。

活性炭製品の望ましい細孔構造は、適切な原料と活性化条件を組み合わせることで達成されます。

活性炭の物理的および化学的特性は、特定の用途への適合性に大きな影響を与える可能性があり、活性炭の性能を予測するのに役立つさまざまなテストが数多くあります。 遊離塩素のような非常に小さな分子が吸着される場合、ヨウ素価検査は通常、有効性を予測できます。 タンニン値と糖蜜の数または糖蜜の脱色効率は、中型および大型の分子の場合、またはより大きな分子とともに小さな分子が存在する場合の実験室試験パラメーターにより適しています。 除去すべき不純物が多岐にわたる用途では、最適なタイプの活性炭を決定するのは簡単ではありません。 不純物のサイズが非常に小さいものから非常に大きいものまである場合、大きな分子が小さな細孔を詰まらせ、他の分子がアクセスできなくなることがよくあります。

前に見たように、活性炭フィルターは吸着を利用して、遊離塩素、臭気除去、有機物などの特定の不純物を除去します。活性炭、活性炭、または炭活性化物質とも呼ばれる活性炭は、謎を解くために加工された炭素の一種です。小さくて体積の少ない細孔があり、吸着や化学反応に利用できる表面積が増加します。

微細多孔性が高いため、わずか 1 グラムの活性炭でも、室温または 0.0 度での二酸化炭素ガスの吸着等温線で測定した場合、500 m2 を超える表面積があります。温度。 有用な用途に十分な活性化レベルは、表面積が大きいだけで達成できます。 ただし、さらに化学処理を行うと吸着特性が向上する場合があります。

アプリケーション:

活性炭フィルターには多くの用途があります。 最も重要で一般的なものだけを以下にリストします。

遊離塩素の除去
有機物の除去
臭いの除去
臭素酸塩の除去 (SWRO 透過液のオゾン処理後)
融解糖の脱色（白糖製造）
糖蜜の脱色
空気浄化
触媒担体
排ガス浄化（ダイオキシン・水銀除去）