ถ่านกัมมันต์กำจัด BOD และ TSS ได้อย่างไร
ถ่านกัมมันต์จะลด BOD และ TSS ด้วยกลไกที่แตกต่างแต่เสริมกันสองกลไกที่ทำงานพร้อมกันภายในเตียงคาร์บอนอัดแน่น:
- การกำจัด BOD — การดูดซับ สารประกอบอินทรีย์ที่ละลายซึ่งมีส่วนทำให้เกิด BOD ได้แก่ กรดฮิวมิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต กรดไขมัน และสารเคมีอินทรีย์ที่ตกค้าง จะถูกดักจับภายในโครงสร้างรูพรุนของคาร์บอนผ่านการดูดซับทางกายภาพ โมเลกุลเหล่านี้แพร่กระจายเข้าสู่เครือข่ายไมโครพอร์และเมโซพอร์ และถูกกองกำลังแวน เดอร์ วาลส์จับไว้ที่นั่น แรงผลักดันในการดูดซับคือการไล่ระดับความเข้มข้นระหว่างของเหลวจำนวนมากกับพื้นผิวคาร์บอน เนื่องจากโมเลกุลอินทรีย์จับกับบริเวณที่ทำงานบนคาร์บอน จึงมีการแพร่กระจายจากสถานะของเหลวมากขึ้น การลด BOD 60–90% ทั่วทั้ง GAC bed เป็นเรื่องปกติสำหรับน้ำทิ้งทุติยภูมิ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบอินทรีย์และปริมาณคาร์บอน หรือเวลาสัมผัสเตียงเปล่า (EBCT)
- การกำจัด TSS — การกรองทางกายภาพ ของแข็งแขวนลอยในน้ำทิ้งที่มีขนาดตั้งแต่ 1–100 ไมโครเมตร เมื่อน้ำไหลผ่านคาร์บอนเบดที่เป็นเม็ด อนุภาคเหล่านี้จะติดอยู่ในช่องว่างระหว่างเม็ดคาร์บอนผ่านการกรองเชิงกล (สำหรับอนุภาคขนาดใหญ่กว่า >20 ไมโครเมตร) และการจับกับพื้นผิว (สำหรับอนุภาคขนาดเล็กที่ตามกระแสการไหลที่เพรียวลมใกล้กับพื้นผิวของแกรนูล) การกำจัด TSS 70–95% สามารถทำได้ในตัวกรอง GAC ที่ออกแบบมาอย่างดี โดยส่วนบนสุดของช่วงจะขึ้นอยู่กับความลึกของเบดและความเร็วการกรอง
ข้อควรพิจารณาในการปฏิบัติงานที่สำคัญก็คือ เมื่อเวลาผ่านไป TSS ที่ถูกจับจะสะสมอยู่ภายในเบด ทำให้สูญเสียส่วนหัวเพิ่มขึ้น และในที่สุดก็จำเป็นต้องล้างกลับเพื่อชะล้างของแข็งที่สะสมออกจากชั้นคาร์บอน ระบบ GAC ที่ได้รับการออกแบบอย่างดีสำหรับการบำบัดระดับตติยภูมิจะรวมวงจรการชะล้างย้อนกลับเป็นประจำ (โดยทั่วไปทุกๆ 24–72 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับการโหลดของแข็ง) เพื่อรักษาความสามารถในการไฮดรอลิกในขณะที่ยังคงรักษาฟังก์ชันการดูดซับของคาร์บอนสำหรับการกำจัด BOD
ประเภทถ่านกัมมันต์ที่แนะนำสำหรับการกำจัด BOD/TSS
สำหรับการบำบัดน้ำเสียในระดับอุดมศึกษาของเทศบาลและอุตสาหกรรม การเลือกใช้ถ่านกัมมันต์ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของระบบการขัดเงาและคุณภาพน้ำทิ้งเป้าหมาย:
ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ด (GAC) — แนะนำสำหรับระบบต่อเนื่อง
GAC ในคอลัมน์การไหลลงของเบดคงที่หรือการไหลขึ้นเป็นการกำหนดค่ามาตรฐานสำหรับการขัด BOD/TSS ระดับอุดมศึกษา คาร์บอนให้ทั้งการดูดซับสารอินทรีย์ที่ละลายในน้ำและการกรองเชิงลึกของของแข็งแขวนลอยในการทำงานในหน่วยเดียว GAC ที่ทำจากกะลามะพร้าวเป็นที่นิยมเนื่องจากมีความแข็งสูง (≥ 97%) ซึ่งทนทานต่อการขัดสีระหว่างรอบการชะล้างย้อนกลับ และมีปริมาณเถ้าตามธรรมชาติต่ำ (≤ 5%) ซึ่งช่วยลดการชะล้างไอออนของโลหะลงในน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัด ขนาดตาข่ายทั่วไปคือ 8×30 หรือ 12×40 ทำให้ประสิทธิภาพการกรองสมดุลกับความจุไฮดรอลิก GAC ที่ใช้ถ่านหินเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่าสำหรับโรงงานขนาดใหญ่ที่การโหลด TSS อยู่ในระดับปานกลางและสามารถจัดการความถี่ของการล้างย้อนได้
ผงถ่านกัมมันต์ (PAC) — สำหรับการขัดเงาเป็นชุดหรือตามฤดูกาล
สามารถจ่าย PAC ลงในบ่อพักสุดท้ายหรือถังสัมผัสได้โดยตรง เมื่อจำเป็นต้องขัด BOD เป็นระยะๆ เท่านั้น (เช่น การเปลี่ยนแปลงภาระตามฤดูกาล) หรือเมื่อโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ไม่สามารถรองรับคอลัมน์ GAC ได้ โดยทั่วไปปริมาณ PAC อยู่ที่ 10–100 มก./ลิตร โดยต้องใช้ปริมาณที่สูงกว่าสำหรับน้ำเสียที่มีเศษส่วน BOD ที่ละลายน้ำได้สูง อย่างไรก็ตาม PAC ไม่ได้จัดให้มีการลบ TSS เพียงอย่างเดียว และจะต้องจับคู่กับขั้นตอนการชี้แจงหรือขั้นตอนการกรองแบบดาวน์สตรีม
ข้อมูลจำเพาะทั่วไปสำหรับการขัดเงาน้ำเสีย GAC
ตารางด้านล่างสรุปข้อกำหนดที่แนะนำสำหรับถ่านกัมมันต์แบบเม็ดที่ใช้ในบริการกำจัด BOD และ TSS:
| พารามิเตอร์ | GAC กะลามะพร้าว | GAC ที่ใช้ถ่านหิน |
|---|---|---|
| หมายเลขไอโอดีน (มก./ก.) | ≥ 1,000 | ≥ 900 |
| ขนาดตาข่าย | 8×30 หรือ 12×40 | 8×30 หรือ 8×40 |
| ขนาดที่มีประสิทธิภาพ (มม.) | 0.55–0.80 | 0.55–0.95 |
| ค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอ | ≤ 1.9 | ≤ 2.1 |
| ความแข็ง (%) | ≥ 97 | ≥ 93 |
| เนื้อหาเถ้า (%) | ≤ 5 | ≤ 12 |
| ความหนาแน่นเป็นกลุ่ม (กก./ม3) | 450–530 | 520–620 |
การออกแบบที่สำคัญและพารามิเตอร์การทำงาน
ประสิทธิภาพของระบบ GAC สำหรับการกำจัด BOD และ TSS ขึ้นอยู่กับการออกแบบและตัวแปรการปฏิบัติงานหลายประการ ซึ่งต้องสอดคล้องกับคุณลักษณะน้ำเสียและเป้าหมายการบำบัดเฉพาะ:
- เวลาสัมผัสเตียงว่าง (EBCT) พารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญที่สุด สำหรับการกำจัด BOD นั้น EBCT จะใช้เวลา 15–40 นาที โดยทั่วไปสำหรับการขัดเงาน้ำทิ้งขั้นที่สอง EBCT ที่ยาวขึ้นจะให้การดูดซับที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของโมเลกุลอินทรีย์ที่แพร่กระจายอย่างช้าๆ แต่ต้องใช้ภาชนะที่ใหญ่กว่า การกำจัด TSS มีความไวต่อ EBCT น้อยกว่า และขึ้นอยู่กับความลึกของฐานและความเร็วการกรองมากกว่า
- ความเร็วในการกรอง (อัตราการโหลดเชิงเส้น) โดยทั่วไป 5–15 m/h (2–6 gpm/ft2) สำหรับตัวกรอง GAC แบบไหลตามแรงโน้มถ่วงหรือแบบแรงดัน ความเร็วที่สูงขึ้นจะเพิ่มปริมาณงานแต่ลดประสิทธิภาพการจับ TSS และเร่งการพัฒนาการสูญเสียส่วนหัว สำหรับการใช้งานที่เน้น TSS แนะนำให้ใช้ความเร็วต่ำกว่า (5–8 ม./ชม.)
- ความลึกของเตียง ขั้นต่ำ 1.5–2 เมตร สำหรับการกำจัด BOD/TSS แบบรวม เบดที่ลึกกว่าช่วยให้มีเวลาสัมผัสมากขึ้นสำหรับการดูดซับและความสามารถในการกักเก็บของแข็งได้นานขึ้นก่อนที่จะต้องล้างย้อน ความลึกในทางปฏิบัติสูงสุดคือ 3–4 เมตรในคอลัมน์ดาวน์โฟลว์ขั้นตอนเดียว
- ความถี่และความเข้มข้นของการย้อนล้าง สำหรับเตียง GAC ที่รองรับ TSS การล้างย้อนทุกๆ 24–72 ชั่วโมงเป็นเรื่องปกติ ล้างย้อนที่การขยายตัวของเตียง 30–50% (อัตราการเพิ่มขึ้นของน้ำ 8–15 ม./ชม.) เป็นเวลา 10–15 นาที ตามด้วยการล้างสั้นๆ ที่ขั้นตอนการทำงาน น้ำล้างย้อนควรบำบัดน้ำเสียหรือน้ำสะอาดเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนเตียงอีกครั้ง
- อายุการใช้งานคาร์บอน ในบริการ BOD ระดับตติยภูมิ/TSS โดยทั่วไป GAC จะใช้เวลา 12–24 เดือนก่อนที่ความสามารถในการดูดซับ BOD ที่ละลายได้จะหมดลง และจะต้องเปลี่ยนหรือเปิดใช้งานคาร์บอนอีกครั้ง การกำจัด TSS จะดำเนินต่อไปแม้ว่าความสามารถในการดูดซับจะหมดลงแล้ว เนื่องจากคาร์บอนที่เป็นเม็ดยังคงทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการกรองเชิงลึก
การกำจัด BOD/TSS ในรูปแบบการรักษาแบบผสมผสาน
การกำหนดค่าที่พบบ่อยที่สุดสำหรับถ่านกัมมันต์ในการกำจัด BOD/TSS จะเป็นดังนี้ ขั้นตอนการขัดระดับอุดมศึกษา หลังการบำบัดทางชีวภาพทุติยภูมิ ในบทบาทนี้ คาร์บอนเบดจัดการค่า BOD ทางเข้าที่ 10–40 มก./L และ TSS ที่ 10–60 มก./L ทำให้เกิดน้ำทิ้งที่มี BOD และ TSS ต่ำกว่า 10 มก./L อย่างสม่ำเสมอ (มักจะต่ำกว่า 5 มก./L สำหรับระบบที่ออกแบบอย่างดี) คุณภาพนี้เหมาะสำหรับการระบายไปยังน้ำรับที่มีความละเอียดอ่อน การนำกลับมาใช้ใหม่ในการทำความเย็นทางอุตสาหกรรมหรือการใช้งานในกระบวนการ หรือการป้อนเพื่อรีเวิร์สออสโมซิสเมมเบรนสำหรับการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ขั้นสูง
ในบางรูปแบบ ถ่านกัมมันต์แบบผงจะถูกเติมโดยตรงในขั้นตอนการบำบัดทางชีวภาพ (กระบวนการ PACT) โดยที่คาร์บอนจะดูดซับสารประกอบอินทรีย์ที่ยับยั้งและเพิ่มการตกตะกอนของชีวมวล วิธีการนี้สามารถปรับปรุงการกำจัด BOD ในขั้นตอนทางชีววิทยาได้ แต่ไม่ได้แทนที่ความจำเป็นในขั้นตอนการขัดขั้นสุดท้ายสำหรับการควบคุม TSS
บทสรุป
ถ่านกัมมันต์เป็นโซลูชันที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและใช้งานได้จริงในการลด BOD และ TSS ในการบำบัดน้ำเสีย โดยทำหน้าที่เป็นขั้นตอนการขัดเงาระดับตติยภูมิที่เชื่อถือได้ ซึ่งเชื่อมช่องว่างระหว่างประสิทธิภาพการบำบัดทางชีวภาพและข้อกำหนดในการปล่อยทิ้งตามกฎระเบียบ ถ่านกัมมันต์แบบเม็ดในคอลัมน์เบดคงที่ผสมผสานการดูดซับสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้กับการกรองเชิงลึกของของแข็งแขวนลอยในการทำงานในหน่วยเดียว ทำให้เกิดน้ำทิ้งที่ตรงตามขีดจำกัดการปล่อย BOD และ TSS ที่แคบที่สุดอย่างสม่ำเสมอ Zhulin Carbon จำหน่ายเกรด GAC จากกะลามะพร้าวและจากถ่านหิน สูตรเฉพาะสำหรับการขัดเงาน้ำเสีย โดยมีความแข็งสูงเพื่อความทนทานในการล้างย้อน ขนาดตาข่ายที่เหมาะสมสำหรับประสิทธิภาพไฮดรอลิก และหมายเลขไอโอดีนและกากน้ำตาลที่ได้รับการรับรองสำหรับการดูดซับสารอินทรีย์ที่คาดการณ์ได้ ติดต่อเราผ่านแบบฟอร์มสอบถามด้านล่างสำหรับเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ ราคา หรือเพื่อหารือเกี่ยวกับการเลือกคาร์บอนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเป้าหมายคุณภาพน้ำทิ้งเฉพาะของโรงบำบัดของคุณ
