Активированные угли в очистке воды

Активированный уголь — самый популярный адсорбент, который применяют как в бытовых фильтрах для очистки воды, так и в промышленной водоподготовке. Кроме свойств сорбента, такой материал обладает еще и восстановительными свойствами, что объясняет его эффективность при очистке воды от свободного хлора и других окислителей.

Производство и применение

Производство активированного угля сводится к термической обработке каменного, бурого углей, древесины, кокосовой скорлупы и т.п. при температуре 500-600 °C для сушки и последующего окисления при 1000 °C. В процессе такого термического активирования из сырья удаляется связанная вода и большая часть органических соединений — остается углеродная часть с развитой структурой и многочисленными порами.

Адсорбционная способность активированных углей определяется размером пор и их структурой. Они меняются в зависимости от сырья и технологии обработки. Качественные адсорбенты имеют широкий спектр действия, способны задерживать органику, низко- и высокомолекулярные соединения, тем самым улучшают вкус и запах воды.

Активированные угли находят широкое применение в водоочистке:

• доочистка воды до состояния питьевой. Для централизованного водоснабжения, промышленности и в бытовых фильтрах, например, системах обратного осмоса. Улучшают органолептические показатели воды, удаляют хлор и органику, фенолы, пестициды, тяжелые металлы;
• очистка промышленных стоков. Связывает токсины, препятствующие биологической очистке;
• восстановление окислительных реагентов. Используются в схеме по окислению воды для обезжелезивания, деманганации, обеззараживания с последующим удалением избытка окислителя (перманганата калия, гипохлорита, озона и др.).

Последняя способность снижается под воздействием любых веществ, которые препятствуют контакту между водой и активированным углем. Это могут быть избыточные отложения карбонатов, поверхностных активных веществ и т.п. Использование материала для восстановления окислителей отрицательно сказывается на эффективности очистки от других низкомолекулярных соединений.

Разновидности активированных углей

В зависимости от формы выпуска различают гранулированный и порошковый угли.

Гранулированный

Гранулированный уголь применяется чаще любых других форм. Он удобен тем, что его характеристики различаются в зависимости от марки угля и можно выбрать подходящий материал в зависимости от сферы применения. Водоочистка происходит при постепенном прохождении исходной воды через слой сорбента, где она избавляется все от большего количества загрязнений. Эффективность адсорбции определяется следующими параметрами:

• толщиной слоя сорбента, который варьируют в зависимости от степени загрязнения воды во избежание проскока посторонних веществ;
• скоростью образования связей между фильтрующим материалом и загрязнениями. Скорость адсорбции зависит от степени загрязнения. В среднем она составляет до 10 объемов воды на 1 объем угля в час;
• содержанием органики, количество которой определяется показателем перманганатной окисляемости. Повышенное загрязнение органическими веществами снижает сорбционную емкость угля.

В зависимости от схемы водоочистки, гранулированный активированный уголь задействуют в следующих процессах:

• фильтрация. Механическое фильтрование используют редко ввиду высокой стоимости угля и наличия более доступных аналогов. Однако при незначительном содержании твердых примесей это допускается;
• восстановление. Активное связывание окислителей обеспечивает получение воды с заданными параметрами, однако необходимость в последующей подачи потребителям обусловливает необходимость в дополнительном обеззараживании, например, добавлением гипохлорита. Именно поэтому важно очищать воду углем непосредственно перед потребителем, что и реализовано в бытовых фильтрах;
• адсорбция. Связывание многих органических летучих и нелетучих компонентов за счет развитой структуры материала.

Порошковый

Порошковый активированный уголь представляет собой частицы 10-50 мкм. Его используют насыпным и в прессованном виде. Последнее актуально для картриджей очистки воды бытовых фильтров.

Для промышленной очистки или подготовки воды для централизованной подачи на хозяйственно-питьевые цели используют сыпучий материал. Чаще всего он служит для осветления исходной воды. Его подают в воду вместе с флокулянтами, а затем извлекают в виде осадка. Для повышения эффективности использования адсорбента устраивают контур рециркуляции осадка.

Достоинства:

• более низкая цена по сравнению с гранулированными (до 3 раз);
• возможность тонкой дозировки;
• высокая скорость адсорбции.

Недостатки:

• невозможность восстановления;
• сложности при обработке воды переменного состава.

Восстановление активированного угля

Уголь, применяемый в водоподготовке, отличается высокой стоимостью. Если в бытовых условиях его регенерация нецелесообразна, то в промышленных — экономически обоснована.

Чтобы регенерировать насыщенный уголь, применяют следующие технологии восстановления:

• обработка паром. Способ подходит в случаях, если уголь насыщен летучими компонентами;
• нагревание. Повышение температуры до 800 °C разрушает органические вещества. Такой способ находит широкое применение в силу своей простоты и эффективности. При этом для него характерны высокие затраты и потери угля до 10%;
• биологическая обработка. Предполагает минерализацию адсорбированных органических веществ под воздействием бактериальных биопленок на поверхности угля. Как самостоятельный способ не применяется — только в связке с термической обработкой.

В нашем каталоге вы сможете найти фильтрующие загрузки на основе активированного угля для станций водоподготовки. Также представлен большой выбор картриджей, изготовленных на основе гранулированного и прессованного порошкового материала. Обращайтесь в чат или по телефону, и наши консультанты помогут подобрать подходящий товар.