Filtro de tratamiento de aguas residuales

Durante miles de años la filtración se ha utilizado para reducir el nivel de suciedad, óxido, materia en suspensión y otras impurezas del agua. Esto se logra haciendo pasar el agua sucia de entrada (afluente) a través de un medio filtrante. A medida que el agua pasa a través del medio, las impurezas se retienen en el material del medio filtrante. Dependiendo de las impurezas y del medio, varios mecanismos físicos y químicos diferentes están activos en la eliminación y son responsables de la eliminación de las impurezas del agua. Algunos de los equipos utilizados para emplear estos mecanismos han cambiado drásticamente con el tiempo.

Los mecanismos físicos y químicos fundamentales que ocurren durante la filtración se han comprendido mejor a lo largo de los años. Estos avances han permitido a los especialistas en tratamiento de agua optimizar la eliminación de impurezas del agua. Los sistemas de filtración eliminan las partículas y, debido a la gran superficie del medio filtrante, también se pueden utilizar para impulsar reacciones químicas que dan como resultado la eliminación de varios contaminantes.

Principios de adsorción:

"Adsorción" es uno de los términos más utilizados pero menos comprendidos en las discusiones sobre filtración. La adsorción se refiere a la eliminación de una impureza de un líquido a la superficie de un sólido. Una partícula suspendida nacida en agua se adhiere a una superficie sólida cuando se produce la adsorción. La adsorción es la adhesión de átomos, iones o moléculas de un gas, líquido o sólido a una superficie. En el caso de la filtración de agua, las partículas sólidas suspendidas presentes en el líquido se adherirán a la superficie sólida del medio.

La adsorción se diferencia de la oclusión en que las partículas ocluidas se eliminan del flujo de un proceso porque lo son, mientras que la oclusión es el resultado de que las partículas son demasiado grandes para pasar a través de una restricción física en el medio. En la mayoría de los casos, las partículas adsorbidas se ven afectadas por interacciones químicas débiles que les permiten adherirse a la superficie de un sólido. Las partículas adsorbidas se adhieren a la superficie de un medio determinado, convirtiéndose en una película de la parte del sólido débilmente retenida. Las moléculas de impureza se mantienen dentro de la estructura de poros interna del carbono mediante atracción electrostática (fuerzas de Van der Waals), también conocida como quimisorción.

En la mayoría de las aplicaciones, el carbón activado elimina impurezas de fluidos, vapores o gases mediante adsorción, que es un fenómeno superficial que resulta en la acumulación de moléculas dentro de los poros internos de un carbón activado. Esto ocurre en poros ligeramente más grandes que las moléculas que se están adsorbiendo, por lo que es muy importante hacer coincidir el tamaño de los poros del medio de carbón activado con las partículas de moléculas que se están tratando de adsorber. AES tiene una vasta experiencia en la selección del medio de carbón adecuado para su aplicación.

El carbón activado granular se utiliza principalmente en lechos filtrantes fijos. Algunos de los aspectos importantes que deben considerarse son el tiempo de contacto requerido, el tamaño de los recipientes de filtración, las instalaciones de llenado y vaciado y las medidas de seguridad. Además, una consideración crucial con respecto al GAC se refiere a la posible regeneración, in situ o fuera del sitio. Normalmente en instalaciones muy grandes es posible realizar la regeneración in situ, mientras que en instalaciones pequeñas no es viable realizar la regeneración. El método de regeneración con carbón activado más común es la activación térmica. Esto se realiza en tres pasos principales: comenzando con el secado, luego el calentamiento y finalmente la gasificación orgánica residual mediante gas oxidante (vapor o dióxido de carbono). Normalmente, reemplazar la base de carbono resulta más económico ya que los principales fabricantes de carbono están en Europa.

Es un mito que el carbón activado se pueda regenerar mediante un simple retrolavado. El retrolavado solo elimina el material atrapado y reclasifica el lecho filtrante. El carbón activado tiene una vida determinada después de la cual no puede eliminar las impurezas y, por lo tanto, es necesario eliminarlo y reemplazarlo.

El carbón activado es un adsorbente carbonoso con una alta porosidad interna y, por tanto, una gran superficie interna. Los grados comerciales de carbón activado tienen una superficie interna de 500 a 1500 m2/g. En relación al tipo de aplicación, tres grandesexisten grupos:

Carbón activado en polvo; tamaño de partícula 1-150 μm
Carbón activado granular, tamaño de partícula 0.5-4 mm
Carbón activado extruido, tamaño de partícula 0.8-4 mm
Un carbón activado adecuado tiene una serie de características únicas: como una gran superficie interna, propiedades químicas específicas (superficiales) y buena accesibilidad a los poros internos. La distribución del tamaño de los poros es muy importante para la aplicación práctica; el mejor ajuste depende de las moléculas que se van a atrapar, la fase (gas, líquido) y las condiciones del tratamiento.

La estructura de poros deseada de un producto de carbón activado se logra combinando la materia prima y las condiciones de activación adecuadas.

Las características físicas y químicas de un carbón activado pueden influir fuertemente en su idoneidad para una aplicación determinada, y existen varias pruebas diferentes que ayudan a predecir la capacidad de desempeño de un carbón. La prueba del número de yodo generalmente puede predecir la efectividad cuando se van a adsorber moléculas muy pequeñas como el cloro libre. El valor de tanino y el número de melaza o la eficiencia decolorante de la melaza son más apropiados en los parámetros de prueba de laboratorio para moléculas de tamaño mediano y grande o cuando hay moléculas pequeñas presentes con moléculas más grandes. En aplicaciones donde hay una amplia variedad de impurezas que deben eliminarse, no es tan fácil determinar cuál es el mejor tipo de carbón activado. Cuando las impurezas varían de tamaño muy pequeño a muy grande, las moléculas grandes a menudo obstruyen los poros pequeños, haciéndolos inaccesibles a otras moléculas.

Como se vio anteriormente, el filtro de carbón activado utiliza adsorción para eliminar ciertas impurezas como cloro libre, eliminación de olores u compuestos orgánicos, etc. El carbón activado, también llamado carbón activado, carbón activado o carbo activatus, es una forma de carbón procesado para ser triturado. con poros pequeños y de bajo volumen que aumentan el área de superficie disponible para adsorción o reacciones químicas.

Debido a su alto grado de microporosidad, solo un gramo de carbón activado tiene un área de superficie superior a 500 m2, según lo determinado por las isotermas de adsorción de dióxido de carbono gaseoso a temperatura ambiente o 0,0 grados. temperatura. Un nivel de activación suficiente para una aplicación útil puede lograrse únicamente a partir de una superficie elevada; sin embargo, un tratamiento químico adicional a menudo mejora las propiedades de adsorción.

Aplicaciones:

Existen muchas aplicaciones para los filtros de carbón activado. A continuación se enumeran sólo algunos de los más importantes y comunes.

Eliminación de cloro libre
Eliminación de Materia Orgánica
Eliminación de olores
Eliminación de bromato (después de la ozonización del permeado SWRO)
Decoloración del azúcar derretido (fabricación de azúcar blanco)
Decoloración de la melaza
Purificación de aire
Portador de catalizador
Purificación de gases de combustión (eliminación de dioxinas y mercurio)