Karbon Teraktif untuk Penyingkiran BOD dan TSS

BOD (Permintaan Oksigen Biokimia) dan TSS (Jumlah Pepejal Terampai) ialah dua daripada parameter yang paling banyak dikawal dalam permit pelepasan air sisa di seluruh dunia. BOD mengukur oksigen yang digunakan oleh mikroorganisma semasa mereka memecahkan bahan organik di dalam air; TSS mengukur jisim zarah pepejal terampai dalam efluen. Selepas rawatan biologi konvensional (enap cemar teraktif, MBR, atau penapis mengalir), kebanyakan loji rawatan air sisa perbandaran dan industri mesti mengurangkan lagi BOD dan TSS untuk memenuhi had pelepasan lazimnya dalam julat 10–30 mg/L untuk BOD dan 10–50 mg/L untuk TSS. Penapisan karbon teraktif ialah salah satu teknologi yang paling boleh dipercayai untuk langkah penggilapan terakhir ini, secara konsisten mengeluarkan sisa sebatian organik larut dan pepejal terampai halus yang tidak dapat ditangkap oleh proses biologi. Lapisan karbon bertindak sebagai penjerap untuk bahan organik terlarut dan penapis kedalaman untuk pepejal zarah, memberikan kualiti efluen yang memenuhi piawaian pelepasan atau penggunaan semula yang paling ketat.

Bagaimana Karbon Teraktif Mengeluarkan BOD dan TSS

Karbon teraktif mengurangkan BOD dan TSS melalui dua mekanisme berbeza tetapi saling melengkapi yang beroperasi serentak dalam lapisan karbon yang dibungkus:

Penyingkiran BOD — penjerapan. Sebatian organik terlarut yang menyumbang kepada BOD—asid humik, protein, karbohidrat, asid lemak dan sisa bahan kimia organik—ditawan dalam struktur liang karbon melalui penjerapan fizikal. Molekul-molekul ini meresap ke dalam rangkaian mikropori dan mesopore dan dipegang di sana oleh daya van der Waals. Daya penggerak untuk penjerapan ialah kecerunan kepekatan antara cecair pukal dan permukaan karbon; apabila molekul organik terikat pada tapak aktif pada karbon, lebih meresap masuk daripada fasa cecair. Pengurangan BOD sebanyak 60–90% merentasi katil GAC adalah tipikal untuk efluen sekunder, bergantung pada komposisi organik dan dos karbon atau masa sentuhan katil kosong (EBCT).
Penyingkiran TSS — penapisan fizikal. Pepejal terampai dalam julat efluen air kumbahan dari saiz 1–100 μm. Apabila air melalui dasar karbon berbutir, zarah-zarah ini terperangkap dalam ruang interstisial antara butiran karbon melalui penapisan mekanikal (untuk zarah yang lebih besar >20 μm) dan tangkapan sentuhan permukaan (untuk zarah yang lebih kecil yang mengikuti aliran aliran dekat dengan permukaan butiran). Penyingkiran TSS sebanyak 70–95% mudah dicapai dalam penapis GAC yang direka dengan baik, dengan hujung atas julat bergantung pada kedalaman katil dan halaju penapisan.

Pertimbangan operasi yang penting ialah dari masa ke masa, TSS yang ditangkap terkumpul di dalam katil, meningkatkan kehilangan kepala dan akhirnya memerlukan cucian belakang untuk membuang pepejal terkumpul keluar dari lapisan karbon. Sistem GAC yang direka dengan baik untuk rawatan tertiari akan menggabungkan kitaran cuci belakang biasa (biasanya setiap 24–72 jam, bergantung pada pemuatan pepejal) untuk mengekalkan kapasiti hidraulik sambil mengekalkan fungsi penjerapan karbon untuk penyingkiran BOD.

Jenis Karbon Teraktif yang Disyorkan untuk Penyingkiran BOD/TSS

Untuk rawatan tertier air sisa perbandaran dan industri, pilihan karbon diaktifkan bergantung pada konfigurasi sistem penggilap dan kualiti efluen sasaran:
Granular Activated Carbon (GAC) — Disyorkan untuk sistem berterusan

GAC dalam lajur aliran bawah atau aliran atas katil tetap ialah konfigurasi standard untuk penggilapan BOD/TSS tertiari. Karbon menyediakan kedua-dua penjerapan organik terlarut dan penapisan kedalaman pepejal terampai dalam satu operasi unit. GAC berasaskan tempurung kelapa diutamakan kerana kekerasannya yang tinggi (≥ 97%), yang tahan terhadap pergeseran semasa kitaran cucian belakang, dan kandungan abu semula jadi yang rendah (≤ 5%), yang meminimumkan larut lesap ion logam ke dalam efluen yang dirawat. Saiz jejaring biasa ialah 8×30 atau 12×40, mengimbangi kecekapan penapisan dengan kapasiti hidraulik. GAC berasaskan arang batu ialah alternatif yang lebih menjimatkan untuk loji yang lebih besar di mana pemuatan TSS adalah sederhana dan kekerapan cucian belakang boleh diurus.
Serbuk Karbon Aktif (PAC) — Untuk penggilap kelompok atau bermusim

PAC boleh dimasukkan terus ke dalam penjernih akhir atau tangki sesentuh apabila penggilap BOD diperlukan hanya secara berkala (mis., variasi beban bermusim) atau apabila infrastruktur sedia ada tidak dapat menampung lajur GAC. Dos PAC 10–100 mg/L adalah tipikal, dengan dos yang lebih tinggi diperlukan untuk air sisa dengan pecahan BOD larut yang tinggi. Walau bagaimanapun, PAC tidak menyediakan penyingkiran TSS sendiri dan mesti dipasangkan dengan langkah penjelasan atau penapisan hiliran.

Spesifikasi Biasa untuk GAC Penggilap Air Sisa

Jadual di bawah meringkaskan spesifikasi yang disyorkan untuk karbon teraktif berbutir yang digunakan dalam perkhidmatan penyingkiran BOD dan TSS:

Parameter	GAC Tempurung Kelapa	GAC Berasaskan Arang Batu
Nombor Iodin (mg/g)	≥ 1,000	≥ 900
Saiz Mesh	8×30 atau 12×40	8×30 atau 8×40
Saiz Berkesan (mm)	0.55–0.80	0.55–0.95
Pekali Keseragaman	≤ 1.9	≤ 2.1
Kekerasan (%)	≥ 97	≥ 93
Kandungan Abu (%)	≤ 5	≤ 12
Ketumpatan Pukal (kg/m³)	450–530	520–620

Reka Bentuk Utama dan Parameter Operasi

Prestasi sistem GAC untuk penyingkiran BOD dan TSS bergantung pada beberapa pembolehubah reka bentuk dan operasi yang mesti dipadankan dengan ciri air sisa dan sasaran rawatan khusus:

Masa Sentuhan Katil Kosong (EBCT). Parameter reka bentuk yang paling kritikal. Untuk penyingkiran BOD, EBCT selama 15–40 minit adalah tipikal untuk penggilap efluen sekunder. EBCT yang lebih panjang memberikan penjerapan yang lebih lengkap bagi molekul organik yang meresap perlahan tetapi memerlukan vesel yang lebih besar. Penyingkiran TSS kurang sensitif kepada EBCT dan lebih bergantung pada kedalaman dasar dan halaju penapisan.
Halaju penapisan (kadar beban linear). Biasanya 5–15 m/j (2–6 gpm/ft²) untuk penapis GAC aliran graviti atau bertekanan. Halaju yang lebih tinggi meningkatkan daya tampung tetapi mengurangkan kecekapan tangkapan TSS dan mempercepatkan pembangunan kehilangan kepala. Untuk aplikasi dominan TSS, halaju yang lebih rendah (5–8 m/j) disyorkan.
Kedalaman katil. Minimum 1.5–2 meter untuk penyingkiran BOD/TSS gabungan. Katil yang lebih dalam menyediakan masa sentuhan yang lebih lama untuk penjerapan dan kapasiti pengekalan pepejal yang lebih lama sebelum mencuci balik diperlukan. Kedalaman praktikal maksimum ialah 3–4 meter dalam lajur aliran bawah satu peringkat.
Kekerapan dan keamatan mencuci belakang. Untuk katil GAC sarat TSS, cuci belakang setiap 24–72 jam adalah perkara biasa. Basuh belakang pada pengembangan katil 30–50% (kadar kenaikan air 8–15 m/j) selama 10–15 minit, diikuti dengan bilas ringkas pada aliran operasi. Air cucian belakang hendaklah dirawat dengan air sisa atau air bersih untuk mengelak daripada mencemarkan semula katil.
Hayat perkhidmatan karbon. Dalam perkhidmatan BOD/TSS tertiari, GAC biasanya bertahan 12–24 bulan sebelum kapasiti penjerapan untuk BOD larut habis dan karbon mesti diganti atau diaktifkan semula. Penyingkiran TSS berterusan walaupun selepas kapasiti penjerap habis, kerana karbon berbutir terus berfungsi sebagai medium penapis kedalaman.

Penyingkiran BOD/TSS dalam Skim Rawatan Bersepadu

Konfigurasi yang paling biasa untuk karbon teraktif dalam penyingkiran BOD/TSS adalah sebagai a langkah penggilap tertier selepas rawatan biologi sekunder. Dalam peranan ini, lapisan karbon mengendalikan BOD masuk 10–40 mg/L dan TSS 10–60 mg/L, menghasilkan efluen dengan BOD dan TSS secara konsisten di bawah 10 mg/L (selalunya di bawah 5 mg/L untuk sistem yang direka dengan baik). Kualiti ini sesuai untuk dilepaskan ke perairan penerima yang sensitif, digunakan semula dalam aplikasi penyejukan atau proses industri, atau suapan untuk membran osmosis terbalik untuk penambakan air lanjutan.

Dalam sesetengah konfigurasi, karbon teraktif serbuk ditambah terus ke langkah rawatan biologi (proses PACT), di mana karbon menyerap sebatian organik yang menghalang dan meningkatkan pengendapan biojisim. Pendekatan ini boleh meningkatkan penyingkiran BOD dalam peringkat biologi itu sendiri tetapi tidak menggantikan keperluan untuk langkah penggilap akhir untuk kawalan TSS.

Kesimpulan

Karbon teraktif ialah penyelesaian yang terbukti dan praktikal untuk mengurangkan BOD dan TSS dalam rawatan air sisa, berfungsi sebagai langkah penggilap tertiari yang boleh dipercayai yang merapatkan jurang antara prestasi rawatan biologi dan keperluan pelepasan kawal selia. Karbon teraktif berbutir dalam lajur katil tetap menggabungkan penjerapan sebatian organik terlarut dengan penapisan kedalaman pepejal terampai dalam operasi unit tunggal, menyalurkan efluen yang secara konsisten memenuhi had pelepasan BOD dan TSS yang paling ketat. Zhulin Carbon membekalkan gred GAC berasaskan tempurung kelapa dan berasaskan arang batu yang dirumus khusus untuk aplikasi penggilap air sisa, dengan kekerasan tinggi untuk ketahanan cucian belakang, saiz jejaring yang sesuai untuk prestasi hidraulik, dan nombor iodin dan molase yang diperakui untuk penjerapan organik yang boleh diramal. Hubungi kami melalui borang pertanyaan di bawah untuk helaian data produk, harga atau untuk membincangkan pemilihan karbon optimum untuk sasaran kualiti efluen khusus loji rawatan anda.