Serbatoio con filtro a carbone attivo

Un serbatoio con filtro a carbone attivo è un dispositivo per il trattamento dell'acqua a pressione-/per gravità-con carbone attivo granulare (GAC) o carbone attivo colonnare come mezzo filtrante principale. Basandosi sulle caratteristiche di adsorbimento poroso del carbone attivo, rimuove principalmente cloro residuo, odori, crominanza, carbonio organico parzialmente disciolto (DOC), ioni di metalli pesanti e micro-inquinanti dall'acqua.

Essendo un dispositivo fondamentale nel collegamento avanzato di purificazione dei sistemi di trattamento dell'acqua, questa apparecchiatura è ampiamente utilizzata in scenari quali il miglioramento della qualità dell'acqua potabile, il trattamento avanzato delle acque reflue industriali e la preparazione dell'acqua pura nelle industrie alimentare e farmaceutica. Può essere collegato dopo un serbatoio con filtro a sabbia di quarzo o utilizzato come unità di pre-trattamento per sistemi di osmosi inversa (RO) e ultrafiltrazione (UF) per migliorare la qualità dell'acqua in ingresso dei processi successivi e garantire un funzionamento stabile del sistema. I materiali del serbatoio possono essere selezionati come FRP (plastica rinforzata con fibra di vetro), acciaio inossidabile 304/316L o acciaio al carbonio rivestito in gomma/resina epossidica in base ai requisiti delle condizioni di lavoro, adattandosi alle condizioni di trattamento dell'acqua con diverse esigenze di corrosività e pressione.

Il principio di funzionamento fondamentale di un serbatoio con filtro a carbone attivo è l'effetto sinergico dell'adsorbimento fisico e dell'adsorbimento chimico, integrato dalla filtrazione di intercettazione, specificamente suddiviso in tre fasi:

1.Fase di adsorbimento fisico: Il carbone attivo ha internamente una struttura dei pori ben-sviluppata (micropori, mesopori, macropori), con un'area superficiale specifica di 500-1500 m²/g. Quando l'acqua scorre attraverso lo strato del mezzo filtrante, le molecole degli odori, le molecole dei pigmenti, le sostanze organiche e altri inquinanti presenti nell'acqua vengono adsorbiti sulla superficie dei pori del carbone attivo attraverso le forze di van der Waals tra le molecole, ottenendo la separazione dall'acqua. Questo processo rimuove principalmente gli inquinanti non polari o debolmente polari come benzene, toluene e acido umico.

2.Fase di adsorbimento chimico: I gruppi funzionali (idrossile, carbossile, carbonile, ecc.) sulla superficie del carbone attivo possono subire reazioni chimiche con inquinanti polari nell'acqua per formare combinazioni di legami chimici. Ad esempio, il carbone attivo può decomporre il cloro residuo nell'acqua attraverso reazioni redox (Cl₂+H₂O=HCl+HClO), convertendo il cloro residuo in ioni cloruro innocui (Cl⁻); può anche adsorbire ioni di metalli pesanti come piombo, mercurio e cromo, riducendo la tossicità dell'acqua.

3.Fase di filtraggio dell'intercettazione: Pores formed between activated carbon particles can intercept tiny suspended solids (particle size >5μm) non rimossi dal pre-processo, riducendo ulteriormente la torbidità dell'acqua. Nel frattempo, sulla superficie del carbone attivo saturo si formerà un pannello filtrante, che migliorerà l'effetto di filtrazione.

Quando la capacità di assorbimento del carbone attivo raggiunge la saturazione (gli indicatori di qualità dell'acqua in ingresso e in uscita sono vicini e la differenza di pressione sale a 0,1-0,15 MPa), è necessario il controlavaggio (lavaggio idraulico o lavaggio combinato aria-acqua) per rimuovere le impurità intercettate sulla superficie; se la saturazione di adsorbimento è grave, il mezzo filtrante deve essere sostituito per garantire un effetto di purificazione stabile.

I serbatoi con filtri a carboni attivi possono essere suddivisi in tre categorie in base alla loro forma strutturale e al grado di automazione. I parametri e le caratteristiche specifici sono i seguenti:

1. Serbatoio con filtro a carbone attivo-a gravità

Caratteristiche strutturali: Nessun design a pressione chiusa, si basa sulla gravità per la filtrazione dell'acqua; dispositivo di controlavaggio a sifone integrato-senza alimentazione aggiuntiva; altezza dello strato medio filtrante 1,0-1,5 m; il metodo di distribuzione dell'acqua adotta tubi perforati o tappi dell'acqua a piastre filtranti.

Parametri fondamentali: Tasso di filtrazione 6-10 m/h, precisione di filtrazione 5-20μm, capacità di trattamento a serbatoio singolo 3-300 m³/h, tasso di rimozione del cloro residuo maggiore o uguale al 95%.

Scenari applicativi: Miglioramento della qualità dell'acqua potabile rurale sicura, decolorazione e deodorizzazione in piccoli impianti di acqua di rubinetto, purificazione avanzata della circolazione dell'acqua delle piscine.

2. Serbatoio con filtro a carbone attivo-a pressione

Caratteristiche strutturali: Design a serbatoio chiuso con una capacità di carico-pressione di 0,6-1,6MPa; adotta piastra porosa + tappo dell'acqua per la distribuzione dell'acqua, garantendo un'elevata uniformità di distribuzione dell'acqua; supporta il controlavaggio manuale o semiautomatico con un'intensità di controlavaggio di 10-15 L/(m²・s).

Parametri fondamentali: Tasso di filtrazione 8-12 m/h, precisione di filtrazione 5-10μm, capacità di trattamento a serbatoio singolo 10-800 m³/h, tasso di rimozione della materia organica (COD) 30%-50%.

Scenari applicativi: Trattamento avanzato dell'acqua circolante industriale, rimozione del cloro residuo per il pre-trattamento dell'osmosi inversa, rimozione dei metalli pesanti dalle acque reflue galvaniche.

3. Serbatoio del filtro a carbone attivo intelligente

Caratteristiche strutturali: Integra monitor online della qualità dell'acqua (misuratore di cloro residuo, misuratore di torbidità), sensore di pressione differenziale e sistema di controllo PLC; può attivare automaticamente i promemoria per il controlavaggio o la sostituzione del mezzo filtrante in base ai parametri di qualità dell'acqua, supportando il monitoraggio remoto e la regolazione dei parametri; dispositivo opzionale di rigenerazione del vapore per realizzare l'uso ripetuto del carbone attivo.

Parametri fondamentali: Velocità di filtrazione 8-15 m/h, precisione di filtrazione 5-10 μm, capacità di trattamento a serbatoio singolo 20-1500 m³/h, grado di automazione superiore al 95%.

Scenari applicativi: miglioramento della qualità e ristrutturazione di grandi impianti di acqua potabile, preparazione elettronica di acqua ultrapura, pre-trattamento dell'acqua purificata farmaceutica.

Con la loro capacità di purificazione avanzata, i serbatoi con filtro a carbone attivo sono ampiamente utilizzati nei campi municipali, industriali, alimentari e farmaceutici e in altri campi:

Caratteristiche principali del prodotto

2. Effetti applicativi pratici

Effetto di purificazione della qualità dell'acqua

Tasso di rimozione del cloro residuo Maggiore o uguale al 95%, che può ridurre la concentrazione di cloro residuo in ingresso da 0,5-1,0 mg/l a meno di 0,01 mg/l, proteggendo la membrana RO dall'ossidazione.

Tasso di rimozione del croma 60%-80%, croma dell'effluente Inferiore o uguale a 5 gradi, risolvendo il problema dell'acqua gialla.

Tasso di rimozione della materia organica (COD) 30%-50%, tasso di rimozione degli ioni di metalli pesanti maggiore o uguale all'80%, conforme ai requisiti degli standard sullo scarico delle acque reflue.

Effetto di protezione dell'attrezzatura: Rimuove le sostanze ossidanti (cloro residuo) e la materia organica nell'acqua, evitando la corrosione ossidativa o l'intasamento dei successivi moduli a membrana, scambiatori di calore e altre apparecchiature, prolungando la durata delle apparecchiature di 2-3 volte e riducendo i costi di manutenzione.

Effetto dell'operazione economica

Il mezzo filtrante ha un lungo ciclo di sostituzione e il costo di manutenzione annuale rappresenta solo il 3%-6% del prezzo totale dell'attrezzatura; le apparecchiature intelligenti possono far risparmiare oltre il 70% dei costi di manodopera.

Supporta la rigenerazione e il riutilizzo del carbone attivo e l'efficienza di adsorbimento dopo la rigenerazione può essere ripristinata a circa l'80% di quella dei nuovi materiali, riducendo notevolmente i costi di sostituzione del mezzo filtrante.