Infheidhmeacht Asaithe Carbóin Gníomhachtaithe i nDeireadh Nialasach Fuíolluisce Ceimiceach Guail

I dtionscadail urscaoilte nialasach le haghaidh fuíolluisce ceimiceach guail (CCW), is minic a úsáideann díghrádú ábhar orgánach próiseas cosúil leis an bhfuíolluisce cathrach, a bhaineann le "réamhchóireáil + cóireáil bithcheimiceach + cóireáil chun cinn," sula dtéann sé isteach i gcóras criostalaithe tiúchan agus galú membrane. Is dúshlán fada é deireadh a chur le CODcr tar éis tiúchan i réimse an urscaoilte nialasach d'uisce fuíolluisce ceimiceach guail. Tá neamhaird déanta ar roinnt teicneolaíochtaí indéanta, agus tá teicneolaíochtaí neamh-indéanta i lár an aonaigh. Scrúdaíonn an t-alt seo infheidhmeacht asaithe carbóin gníomhachtaithe i scaoileadh nialasach fuíolluisce ceimiceach guail le haghaidh tagartha ag gairmithe cóireála uisce.

Is gnáthdheacair é fuíolluisce ceimiceach guail chun fuíolluisce tionsclaíoch a ghintear le linn próisis phróiseála guail éagsúla a chóireáil. Is iad hidreacarbóin aramatacha a chuireann go príomha le CODcr i bhfuíolluisce ceimiceach guail, arb ionann iad agus breis agus 50%. Is samplaí tipiciúla iad comhdhúile beinséine (BTEX, beinséin, tolúéin, eitilebeinséin, p-xiléin), feanóil, agus hidreacarbóin aramatacha iltimthriallacha (PAHanna). Tá Zhang et al. staidéar ar na hathruithe ar ábhar orgánach i bhfuíolluisce ceimiceach guail le linn an phróisis chóireála, rud a chruthaíonn gur tháinig méadú tar éis an phróisis "pretreatment + cóireála bithcheimiceach + ardchóireáil" ar líon na móilíní móra d'ábhar orgánach san uisce (contrártha le héilimh roinnt institiúidí dearaidh nó aonad EPC go bhfuil sé deacair an t-ábhar orgánach atá fágtha a bhaint{{10}-bhaint as móilíní beaga mar ábhar orgánach), agus ba mhóilíní beaga an ceann is mó ar an gcomhdhéanamh. (Tagairt: Zhang L, Liu H, Wang Y, et al. Saintréithe comhdhéanamh an ábhair orgánach thuaslagtha le linn cóireála fuíolluisce leachtaithe guail agus a impleachtaí comhshaoil[J]. Eolaíocht an Chomhshaoil ​​Iomlán, 2020, 704: 135409.)

Is é an t-ábhar orgánach atá fágtha go beacht, PAHanna den chuid is mó, a tháinig chun bheith ina fhadhb scrogaill i dtionscadal urscaoilte nialasach an fhuíolluisce cheimicigh ghuail. Tar éis na hábhair orgánacha seo dul isteach sa chuid tiúchan membrane, déantar a dtiúchan a dhúbailt. Cuireann roinnt institiúidí dearaidh nó aonaid EPC teicneolaíocht asaithe carbóin gníomhachtaithe chun cinn go láidir le linn na céime tiúchan membrane, gan aon anailís chriticiúil nó bunaithe ar éilimh gan bhunús. Tagann siad i gcrích ar deireadh thiar go bhfuil asaithe carbóin gníomhachtaithe de CODcr indéanta roimh thiúchan membrane nó criostalú galú. Mar sin féin, an bhfuil teicneolaíocht asaithe carbóin gníomhachtaithe fíor-oiriúnach chun ábhar orgánach a bhaint a thuilleadh, HIAnna go príomha?

Tá meánmhéid pore idir 3.2 agus 3.4 nm ag Carbón gníomhachtaithe gráinneach (GAC), le micreapóirí freagrach as 25%–27% agus mesópóirí ag 73%–75%. Tá os cionn 100 struchtúr móilíneach ag PAHanna, agus is iad naftailéin, aicéafaitéin, fluairín, agus feinintréin na príomh-chomhdhúile i bhfuíolluisce ceimiceach guail. Staidéir le Dinushika et al. Fuarthas amach go bhfuil méideanna molar agus méideanna móilíneacha réasúnta beag ag naftailéin agus aicéaféin, rud a fhágann go bhfuil rátaí asaithe sách ard acu ag GAC, cé go bhfuil méideanna molar agus méideanna móilíneacha sách mór ag fluorene agus feinantrene, rud a fhágann go bhfuil rátaí asaithe réasúnta íseal ag GAC. Sroicheann GAC an chothromaíocht asaithe do naftailéin agus aicéafaitéin i 4-8 h, le cumas asaithe de thart ar 14 mg/g. Sroicheann GAC cothromaíocht asaithe le haghaidh fluairín agus feanthréine i 16-24 h, le cumas asaithe de thart ar 12 mg/g, comhionann le 36 mg CODcr/g GAC. (Tagairt: Eeshwarasinghe D, Loganathan P, Kalaruban M, et al. Hidreacarbóin aramatacha iltimthriallacha a bhaint as uisce trí úsáid a bhaint as carbón gníomhachtaithe gráinneach: staidéir ar asaithe cinéiteach agus cothromaíochta[J]. Eolaíocht Chomhshaoil ​​agus Taighde ar Thruailliú, 2018, 25(14): 13524):

In iarratais phraiticiúla, má tá an t-am cónaithe le haghaidh asaithe carbóin gníomhachtaithe socraithe ag 16-24 h, bheadh ​​gá le scagairí asaithe iolracha, rud atá praiticiúil ar ndóigh. Tá am cónaithe de thart ar 4 uair an chloig réasúnta, ach ag an am seo, tá GAC adsorbs den chuid is mó naftailéin, agus níl aon éifeacht asaithe suntasach ar PAHs eile ar nós acenaphthene, fluorene, agus phenanthrene.

Ó thaobh scála trealaimh an leaba scagaire asaithe, níl am cónaithe 4 uair an chloig gearr. Ag glacadh leis gurb é 10 m³/h an méid uisce atá fágtha den fhuíolluisce ceimiceach guail tar éis "pretreatment + cóireáil bhitheolaíoch + cóireáil chun cinn + tiúchan membrane" 10 m³/h, agus am cónaithe an leaba scagaire asaithe socraithe ag 4 uair an chloig, ansin tá gá le 6 leaba scagaire asaithe le trastomhas de 1.8 m agus airde 5 m (3 le haghaidh athghiniúna). Ar an gcaoi chéanna, más é 100 m³/h an toirt uisce atá le cóireáil, bheadh ​​gá le 60 leaba scagaire asaithe den sórt sin, rud a fhágann go bhfuil scála an trealaimh sách mór.

I dtéarmaí úsáid GAC, agus an fuíolluisce ceimiceach guail 10 m³/h thuasluaite mar shampla, le CODcr de 1000 mg/L (30% de naftailéin), féadfaidh am coinneála 4 h CODcr a laghdú go 700 mg/L. Má táthar ag súil na trí scagairí asaithe a athghiniúint gach 7 lá (168 h), ansin tá gá le 14 t GAC sna trí umar asaithe, agus tá gá le 28 t GAC sna sé umar asaithe. Is é dlús mórchóir GAC ná 450 ~ 600 kg/m³, mar sin tá 28 t GAC comhionann le 46 ~ 62 m³, rud a chiallaíonn go bhfuil na sé scagairí asaithe beagnach iomlán (is minic a dhearann ​​institiúid dearaidh scagairí asaithe a líonadh le GAC i nialas-tionscadail urscaoilte fuíolluisce). Chun an t-am coinneála agus an ráta leathnaithe backwash a chinntiú, ní mór scála an trealaimh a dhúbailt tuilleadh.

Ina theannta sin, léirigh staidéir iomadúla, tar éis 3 ~ 4 athghiniúint teirmeach GAC, go dtiteann a chumas asaithe go dtí níos mó ná 80% de charbón nua, agus tar éis 5 ~ 10 athghiniúint teirmeach, nach bhfuil an GAC inúsáidte go bunúsach. Glacann an sampla thuas athghiniúint gach 7 lá, rud a chiallaíonn go bhfuil saolré nach mó ná sé mhí ag an mbaisc seo de charbón gníomhachtaithe, rud a fhágann go bhfuil costais ollmhóra ann maidir le hathghiniúint agus athsholáthar carbóin. Ina theannta sin, is éard atá i gceist le hathghiniúint go bunúsach an t-ábhar orgánach atá asaithe ag an GAC a scaoileadh ar ais san atmaisféar; i ndáiríre, ní dhéanann an GAC an t-ábhar orgánach a bhaint i ndáiríre.