Ko'mir kimyoviy oqava suvlari (CCW) uchun nol tushirish loyihalarida organik moddalarning degradatsiyasi ko'pincha membrana kontsentratsiyasi va bug'lanish kristallanish tizimiga kirishdan oldin "oldindan tozalash + biokimyoviy tozalash + ilg'or tozalash" ni o'z ichiga olgan shahar oqava suvlariga o'xshash jarayonni qo'llaydi. Konsentratsiyadan so'ng CODcr ni olib tashlash uzoq vaqtdan beri ko'mir kimyoviy oqava suvlarini nolga tushirish sohasida muammo bo'lib kelgan. Ba'zi amalga oshirish mumkin bo'lgan texnologiyalar e'tibordan chetda qoldi, amalga oshirib bo'lmaydigan texnologiyalar esa markaziy o'rinni egalladi. Ushbu maqola suvni tozalash bo'yicha mutaxassislar tomonidan ma'lumot olish uchun ko'mir kimyoviy oqava suvlarini nol oqizishda faollashtirilgan uglerod adsorbsiyasining qo'llanilishini o'rganadi.
I. Ko'mir kimyoviy oqava suvlaridagi asosiy organik ifloslantiruvchi moddalar
Koʻmir kimyoviy oqava suvlari koʻmirni qayta ishlash jarayonida hosil boʻladigan sanoat oqava suvlari-tozalash qiyin{1}}dir. Aromatik uglevodorodlar ko'mir kimyoviy oqava suvlarida CODcr ning asosiy hissasi bo'lib, 50% dan ortiqni tashkil qiladi. Benzol birikmalari (BTEX, benzol, toluol, etilbenzol, p-ksilen), fenollar va polisiklik aromatik uglevodorodlar (PAH) tipik misollardir. Chjan va boshqalar. tozalash jarayonida ko'mir kimyoviy oqava suvlari tarkibidagi organik moddalarning o'zgarishini o'rganib, "oldindan tozalash + biokimyoviy tozalash + ilg'or tozalash" jarayonidan so'ng suvdagi katta organik moddalar molekulalarining ulushi ortganligini isbotladi (ba'zi loyiha institutlari yoki EPC birliklarining qolgan organik moddalar qiyin bo'lganligi haqidagi da'volariga qaramasdan),{{11} tarkibda PAHlar ustunlik qildi. (Ma'lumotnoma: Chjan L, Liu H, Vang Y va boshqalar. Ko'mirni suyultirilgan oqava suvlarni tozalash jarayonida erigan organik moddalarning tarkibiy xususiyatlari va uning atrof-muhitga ta'siri [J]. Jami atrof-muhit ilmi, 2020, 704: 135409.)
II. Ko'mir kimyoviy chiqindi suvlari uchun faollashtirilgan uglerodning adsorbsion ko'rsatkichlari bo'yicha tadqiqotlar
Aynan qolgan organik moddalar, asosan, PAHlar ko'mir kimyoviy oqava suvlarini nol-bo'shatish loyihasida muammoga aylandi. Ushbu organik moddalar membrana kontsentratsiyasi bo'limiga kirgandan so'ng, ularning konsentratsiyasi ikki barobar ortadi. Ba'zi dizayn institutlari yoki EPC birliklari hech qanday tanqidiy tahlillarsiz yoki asossiz da'volarga asoslanib, membrana kontsentratsiyasi bosqichida faollashtirilgan uglerod adsorbsiyasi texnologiyasini kuchli targ'ib qiladi. Oxir-oqibat, ular CODcr ning faollashtirilgan uglerod adsorbsiyasini membrana kontsentratsiyasi yoki bug'lanish kristallanishidan oldin amalga oshirish mumkin degan xulosaga kelishadi. Biroq, faollashtirilgan uglerodni adsorbsiyalash texnologiyasi organik moddalarni, birinchi navbatda PAHlarni keyinchalik olib tashlash uchun haqiqatan ham mos keladimi?
Donador faollashtirilgan uglerod (GAC) 3,2 dan 3,4 nm gacha bo'lgan o'rtacha g'ovak hajmiga ega, mikroporlar 25% -27% va mezoporlar 73% -75% ni tashkil qiladi. PAHlar 100 dan ortiq molekulyar tuzilishga ega, ularda naftalin, asenaften, ftoren va fenantren ko'mir kimyoviy oqava suvlarining asosiy birikmalari hisoblanadi. Dinushika va boshqalar tomonidan olib borilgan tadqiqotlar. Naftalin va asenaftenning nisbatan kichik molyar hajmlari va molekulyar o'lchamlari borligini aniqladilar, buning natijasida ular uchun GAC tomonidan nisbatan yuqori adsorbsiya tezligi, ftoren va fenantren nisbatan katta molyar hajm va molekulyar o'lchamlarga ega bo'lib, GAC tomonidan nisbatan past adsorbsiya tezligiga olib keladi. GAC naftalin va asenaften uchun adsorbsion muvozanatga 4-8 soat ichida erishadi, adsorbsion quvvati taxminan 14 mg/g. GAC floren va fenantren uchun adsorbsion muvozanatga 16-24 soat ichida erishadi, adsorbsion quvvati taxminan 12 mg/g, 36 mg CODcr/g GACga teng. (Ma'lumotnoma: Eeshvarasinghe D, Loganathan P, Kalaruban M, va boshqalar. Politsiklik aromatik uglevodorodlarni granulyar faollashtirilgan uglerod yordamida suvdan olib tashlash: kinetik va muvozanat adsorbsion tadqiqotlari [J]. Atrof-muhit fanlari va ifloslanishini o'rganish, 2018, 25(1514):15.
III. Faollashgan uglerod adsorbsiyasini amaliy qo'llash bo'yicha muhokama
Amaliy ilovalarda, agar faollashtirilgan uglerod adsorbsiyasi uchun yashash vaqti 16-24 soatga o'rnatilgan bo'lsa, bir nechta adsorbsion filtrlar talab qilinadi, bu aniq amaliy emas. Taxminan 4 soatlik yashash vaqti o'rtacha, ammo hozirgi vaqtda GAC asosan naftalinni adsorbsiyalaydi va asenaften, ftoren va fenantren kabi boshqa PAHlarga sezilarli adsorbsiya ta'siriga ega emas.
Adsorbsion filtr to'shagining uskunalari shkalasi nuqtai nazaridan, 4 soatlik yashash vaqti qisqa emas. Agar "oldindan tozalash + biologik tozalash + ilg'or tozalash + membrana kontsentratsiyasi" dan keyin ko'mir kimyoviy oqava suvlarining qolgan suv hajmi 10 m³ / soatni tashkil qiladi va adsorbsion filtr qatlamining yashash vaqti 4 soatga o'rnatiladi, keyin diametri 1,8 m va balandligi 5 m bo'lgan 6 ta adsorbsion filtr yotoqlari kerak (foydalanish uchun 3 m). Xuddi shunday, agar tozalanishi kerak bo'lgan suv hajmi 100 m³ / soat bo'lsa, unda 60 ta adsorbsion filtr yotoqlari kerak bo'ladi, bu esa uskunaning shkalasini ancha katta qiladi.
GACdan foydalanish nuqtai nazaridan, yuqorida aytib o'tilgan 10 m³ / soat ko'mir kimyoviy oqava suvlarini misol qilib olsak, CODcr 1000 mg / L (ularning 30% naftalin), 4 soat saqlash muddati CODcr ni 700 mg / L gacha kamaytirishi mumkin. Agar har 7 kunda (168 soat) uchta adsorbsion filtrni qayta tiklash kutilsa, uchta adsorbsion tankga 14 t GAC, oltita adsorbsion tankga esa 28 t GAC kerak bo'ladi. GAC ning massa zichligi 450 ~ 600 kg/m³ ni tashkil qiladi, shuning uchun 28 t GAC 46 ~ 62 m³ ga teng, ya'ni oltita adsorbsion filtr deyarli to'lgan (loyihaviy institut ko'pincha chiqindi suvni nol chiqarish loyihalarida GAC bilan adsorbsion filtrlarni to'ldirishni loyihalashtiradi). Saqlash vaqtini va teskari yuvishning kengayish tezligini ta'minlash uchun uskuna shkalasini yana ikki baravar oshirish kerak.
Bundan tashqari, ko'plab tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, GAC ning 3 ~ 4 termal regeneratsiyasidan so'ng uning adsorbsion qobiliyati yangi uglerodning 80% dan ko'prog'iga pasayadi va 5 ~ 10 termal regeneratsiyadan so'ng GAC mohiyatan yaroqsiz. Yuqoridagi misol har 7 kunda regeneratsiyani nazarda tutadi, ya'ni bu faollashtirilgan uglerod partiyasining ishlash muddati olti oydan oshmaydi, bu esa regeneratsiya va uglerodni almashtirish uchun katta xarajatlarga olib keladi. Bundan tashqari, regeneratsiya asosan GAC tomonidan adsorbsiyalangan organik moddalarni atmosferaga qaytarishni o'z ichiga oladi; Aslida, GAC organik moddalarni haqiqatan ham olib tashlamaydi.