۱۵ دى ۱۳۹۹

كربن فعال چيست ؟

كربن اكتيو 

 

(Activated carbon) يا كربن اكتيو به گروهي از مواد كربني با پوكي و سطح داخلي بالا گفته مي‌شود كه به‌دليل مساحت داخلي قابل توجه، ساختار پوك و منفذي، ظرفيت جذب بالا، قابليت فعال‌سازي مجدد سطح و همچنين قيمت پائين در مقايسه با جاذب‌هاي غيرآلي مانند زئوليتيك، مادهٔ منحصربه‌فردي مي‌باشند. كاربرد مهم و قابل اهميت آنها در جداسازي بو، رنگ، مزه‌هاي غيردلخواه از آب در عمليات‌هاي خانگي و صنعتي، بازيافت حلال، تصفيه هوا به‌ويژه در رستوران‌ها، صنايع غذائي و شيميائي مي‌باشد.براي مثال سطح خارجي يك گرم از كربن فعال در حدود ۳،۰۰۰ مترمربع سطح تماس دارد.كربن فعال از پيروليز موادكربني از قبيل چوب، زغال‌سنگ ، هسته يا پوسته ميوه‌ها مانند پوسته نارگيل حاصل مي‌گردد و در مراحل بعدي تحت عمليات فعال‌سازي قرار مي‌گيرد. پيروليز موادكربني، بدون حضور هوا، باعث تخريب مولكول‌هاي غيرآلي مي‌شود كه يك ماده پودري كربني از آن ايجاد خواهد شد. جسم توليدشده داراي سطح ويژه و تخلخل بالايي مي‌باشد. سه فرايند اصلي براي فعال‌سازي كربن در نظر گرفته مي شود:فعال‌سازي با بخارفعال‌سازي با دي اكسيد كربن فعال‌سازي شيميايي در ميان سه روش بالا فعال‌سازي با بخار بهترين گزينه به لحاظ زيست محيطي و اقتصادي است درحالي‌كه فعال‌سازي شيميايي بيشترين سطح و تخلخل را حاصل مي‌كند.

 

توليد كنندگان كربن فعال:

 

جاكوبي Jacobi : توليد كننده كربن اكتيو ، جاكوبي برندي سوئدي است كه جزو با كيفيت ترين كربن اكتيو هاي جهان محسوب مي شود. البته نمونه تقلبي نيز دارد.با اين حال كربن جاكوبي اصلي در ايران نيز يافت مي شود. 

نوريت Norit : نوريت برندي هلندي است كه جزو با كيفيت ترين كربن اكتيو هاي جهان مي باشد . نوريت اصلي در ايران يافت مي شود. 

جاكوبا jacoba : برندي چيني از توليد كربن اكتيو مي باشد ( جاكوبا كربن اكتيو بر پايه پوسته نارگيل توليد ميكند).

 

انواع كربن فعال:

 

• كربن فعال پودري

كربن اكتيو پودري يا پودر كربن فعال سايز كمتر از 1 ميلي متر و قطر متوسط بين 0/15 – 0/25 ميلي متر دارد. مزيت مهم كربن فعال پودري مقدار بالاي سطح فعال در واحد حجم است، اما به دليل اندازه ريز ذرات افت فشار بالايي را ايجاد مي كند.كربن فعال پودري به صورت ذرات كربن فعال باقي مانده بر روي غربال مش 50 (0/297 ميليمتر) تعريف مي شوند. اين گروه كربن از مواد ريزتر كربن خرد يا آسياب شده كه 95-100% آن از غربال ذكر شده عبور مي كنند، ساخته شده اند. ASTM ذراتي كه از غربال مش 80 (0/177 ميليمتر) عبورمي كنند را دراين گروه طبقه بندي مي كند.

 

 

• كربن فعال گرانول

كربن اكتيو گرانول در مقايسه با كربن اكتيو پودري سايز ذرات نسبتا بزرگتر و در نتيجه سطح خارجي كوچكتر دارند. به دليل سرعت بالاي نفوذ گازها و مايعات اين نوع كربن براي جذب و بخار مناسب مي باشد. كربن گرانول براي تصفيه آب، بوزدايي وجداسازي مواد موجود در جريانها و نيز در حوضچه هاي اختلاط سريع استفاده مي شوند. كربن فعال گرانول در سايزهاي 20×8، 40×20، 30×8 براي استفاده در فاز مايع و سايزهاي 6×4، 8×4، 10×4 براي استفاده در فاز بخار ساخته ميشوند.كربن اكتيو گرانول سايز 40×20 از ذراتي تشكيل شده است كه در محدوده مش 20 تا 40 هستند و از مش شماره 20 (0/84 ميليمتر) عبور مي كنند اما بر روي غربال استاندارد آمريكايي شماره 40 (0/42 ميليمتر) باقي مي مانند و عبور نمي كنند. محبوبترين نوع كربن فاز آبي، سايزهاي 30×8 و 40×12 هستند كه به دليل ايجاد تعادل مناسب بين پارامترهاي سايز، مساحت و افت فشار در اين نوع كربن گرانول مي باشد.

 

• كربن فعال ميله اي يا كبريتي و مدادي

كربن اكتيو ميله اي يا كربن اكتيو مدادي به شكل استوانه اي است و قطري بين 0/8 تا 130 ميليمتر دارد. براي تهيه كربن فعال پودري را با يك پيوند دهنده به هم متصل كرده و درون يك بسته استوانه اي شكل قرار مي دهند. كربن فعال اكسترودد يا كربن فعال استوانه اي ويژگي هايي شامل افت فشار كم، قدرت مكانيكي بالا و ميزان غبار كم دارد و به‌طور عمده براي جذب در فاز گازي استفاده مي شوند.

 

 

 

۱۰ دى ۱۳۹۹

مراحل تصفيه آب

 تصفيه آب

(Water Treatment)،به هر فرآيندي كه كيفيت آب را بهبود ‌بخشد تا آن را براي يك هدف خاص مناسب‌تر سازد تصفيه گويند. هدف استفادهٔ نهايي ممكن است نوشيدن، تأمين آب صنعتي، آبياري، نگهداري جريان رودخانه، تفريح با آب يا بسياري از كاربردهاي ديگر، از جمله بازگرداندن به صورت امن به محيط ‌زيست باشد. تصفيهٔ آب آلاينده‌ها و اجزاي نامطلوب را حذف يا غلظت آن‌ها را كاهش مي‌دهد، به طوري‌كه آب براي استفاده مورد نظر مناسب ‌شود.

تصفيه آب آشاميدني

تصفيهٔ براي توليد آب آشاميدني شامل حذف آلاينده‌ها از آب ورودي براي توليد آبي است كه به اندازهٔ كافي براي مصرف انسان بدون خطر كوتاه‌مدت يا بلندمدت بر سلامتي انسان باشد. موادي كه در طول فرايند تصفيهٔ آب آشاميدني حذف مي‌شوند عبارتند از: جامدات معلق، باكتري‌ها، جلبك‌ها، ويروس‌ها، قارچ‌ها و مواد معدني مانند آهن و منگنز.
فرايند مربوط به حذف آلاينده‌ها شامل فرايندهاي فيزيكي مانند ته‌نشيني و فيلتراسيون، فرايندهاي شيميايي مانند ضد عفوني و انعقاد و فرايندهاي بيولوژيكي مانند فيلتر كردن آهسته شن و ماسه است.
براي اطمينان از كيفيت آب، افزون بر تصفيه، مسائل مربوط به نقل و انتقال و آبرساني نيز مدنظر قرار گرفته مي‌شود. به همين دليل، روش معمول براي جلوگيري از آلودگي باكتريايي در طول مرحلهٔ توزيع، نگهداشتن مواد ضدعفوني‌كننده در آب تصفيه شده‌است.

فرآيندهاي مورد استفاده در تصفيه آب آشاميدني

فرآيندهاي استفاده شده براي تصفيه آب آشاميدني به منظور تأمين يك منبع آب سالم، شامل جداسازي مواد جامد با استفاده از فرآيندهاي فيزيكي هم‌چون ته‌نشيني و فيلتراسيون، و نيز فرآيندهاي شيميايي هم‌چون ضدعفوني‌كردن و انعقادسازي مي‌باشد. تركيبي انتخاب شده از فرآيندهاي زير كه براي تصفيه آب شرب شهري مورد استفاده قرار مي‌گيرد، به قرار زير است:

 

كلرزني اوليه

براي كنترل جلبك‌ها و جلوگيري از رشد بيولوژيكي

 

هوادهي

همراه با كلرزني اوليه براي حذف آهن و منگنز حل شده در آب

 

انعقاد

• براي تشكيل لخته
• استفاده از كمك منعقدكننده‌هاي پلي‌الكتروليتي
• براي بهبود منعقدسازي و تشكيل لخته‌هاي ضخيم‌تر

 

ته‌نشيني

براي جداسازي مواد جامد، با استفاده از اين روش جامدات معلق در لخته‌ها به‌دام مي‌افتند و ته‌نشين مي‌شوند.

 

فيلتراسيون

در اين مرحله ذرات را از آب جدا ميكنند.

 

نمك‌زدايي

از اين فرآيند براي حذف نمك موجود در آب استفاده مي‌شود.

 

ضدعفوني كردن

در اين مرحله باكتري‌ها را از بين ميبرند.

 

۳ دى ۱۳۹۹

تصفيه فاضلاب شهري شامل چه مراحلي و چگونه است؟

تصفيه فاضلاب شهري شامل چه مراحلي و چگونه است؟

مراحل تصفيه فاضلاب شهري و فرآيندهايي كه سعي در حذف مواد آلاينده موجود در پساب محيط هاي مسكوني و تجاري دارند، تاثير بسيار زيادي بر حفاظت از محيط زيست دارند. به عبارت ديگر، پشت سرگذاشتن و طي كردن مراحل تصفيه فاضلاب شهري (تصفيه فاضلاب بهداشتي و انساني) در نهايت منجر به بهبود كيفيت فاضلاب مي گردد. به طوري كه مي توان اين فاضلاب را براي مصارف كشاورزي و باغباني و بدون نگراني بابت وجود آلاينده هاي شيميايي و بيولوژيكي در آنها استفاده كرد

اصلي ترين مراحل تصفيه فاضلاب شهري

• مرحله تصفيه مقدماتي فاضلاب شهري (آشغالگيري)

از مهم ترين و اصلي ترين مراحل تصفيه فاضلاب شهري حدف مواد جامد معلق بزرگ مي باشد كه عدم توجه به آن در نهايت منجر به آسيب وارد شدن به تجهيزات مختلف از قبيل پمپ ها مي شود. به همين منظور مي توان از انواع آشغالگير دستي و  آشغالگير مكانيكي استفاده كرد. آشغالگيرها به صفحات توري يا ميله اي گفته ميشود كه در مسير ورودي فاضلاب نصب شده و مانع از عبور ذرات جامد معلق بزرگ مانند تكه هاي چوب و پارچه و غيره مي شوند. پس از انباشته شدن ذرات معلق بزرگ بر روي اين صفحات به صورت دستي يا مكانيكي فرآيند جمع آوري مواد انباشته شده از روي آشغالگير انجام خواهد شد. اين مرحله به عنوان پيش تصفيه در تمام تصفيه خانه ها موجود بوده و تاثير مستقيم بر افزايش طول عمر تجهيزات تصفيه خانه خواهد داشت.

 

• مرحله دانه گيري فاضلاب

آشغالگيرها قادر به جمع آوري مواد جامد با اندازه هاي نسبتا بزرگ  مي باشند و ذرات و دانه هاي شن و ماسه به راحتي از آنها عبور مي كنند. با توجه به تاثير منفي اين ذرات بر پمپ و ساير دستگاه ها و خطوط انتقال فاضلاب، لازم است با روش هاي مختلف حذف گردند. به همين منظور از دستگاه هاي دانه گير استفاده ميشود. حوضچه هاي دانه گير كه در مسير انتقال فاضلاب طراحي و پياده سازي ميشوند بر اساس شرايط و كيفيت فاضلاب در انواع مختلف كم عمق، عميق، دايره اي شكل مي باشند. اين دانه گيرها ممكن است به صورت جريان هاي چرخشي و گردابي ذرات ريز را از سيال موجود در تصفيه خانه جدا نمايد.

 

• مرحله ته نشيني فاضلاب شهري

از ديگر مراحل مهم تصفيه فاضلاب شهري ته نشيني ذرات معلق بوده. به همين  منظور حوضچه يا مخازن ته نشيني پياده سازي ميشود كه با گذر زمان به ذرات فرصت مي دهد تا در كف استخر ته نشين شوند. پس از ته نشين شدن اين ذرات كه تقريبا 70 درصد از ذرات معلق در فاضلاب مي باشند، به روش هاي مختلف بايد لجن هاي كف استخر تخليه گردند. با توجه به ساختار كلي استخر (دايره اي يا مستطيلي) از پل هاي ته نشيني و لجن روب با ويژگي هاي مختلف مي توان استفاده نمود. پل هاي ته نشيني داراي انواع مختلفي از قبيل پل لجن روب رفت و برگشتي، نيم پل ته نشيني و پل لجن روب دوار مي باشد.

 

• مرحله تصفيه ثانويه فاضلاب شهري (حدف مواد بيولوژيكي)

تمام مراحل انجام شده  تا اين بخش با هدف حذف مواد جامد و معلق بوده و تاثيري بر كيفيت فاضلاب از نظر ميزان باكتري و  ميكروارگانيسم ها در آن ندارند. انجام فرآيندهاي بيولوژيكي مختلف با توجه به نوع فاضلاب ورودي به تصفيه خانه و خروجي مورد نظر متفاوت بوده و روش هاي گوناگوني را مي توان براي اين منظور به كار گرفت. از جمله فرآيندهاي بيولوژيكي كه در اين گام مورد استفاده قرار ميگيرد مي توان به روش لجن فعال، روش لجن فعال با هوادهي گسترده و روش بستر لجن رو به بالا هوازي اشاره نمود. از رايج ترين تجهيزات براي حذف ميكروارگانيسم ها در اين گام پكيج تصفيه فاضلاب UASB مي باشد كه در تصفيه خانه هاي بزرگ صنعتي كاربرد گسترده اي داشته و كيفيت فاضلاب خروجي را تا حد زيادي افزايش مي دهد.
عليرغم حذف باكتري ها و ميكروارگانيسم ها در اين گام، هنوز مواد آلي و فلزات و مواد شيميايي مختلفي ممكن است در فاضلاب موجود باشد كه بخاطر تاثيرات منفي بر محيط زيست، لازم است قبل از خروج از تصفيه خانه حذف گردند. به همين خاطر گام بعدي كه تصفيه شيميايي و گندزدايي مي باشد اجرا خواهد شد.

 

• مرحله تصفيه شيميايي فاضلاب

تنها راه براي حذف مواد آلي، فلزات سنگين و مواد شيميايي مختلف موجود در فاضلاب، گندزدايي مي باشد كه به شيوه هاي مختلفي انجام ميگيرد. از جمله اين روش ها مي توان به استفاده از پكيج كلرزني و همچنين گند زدايي با اشعه UV اشاره كرد.

 

• خشك كردن و آبگيري از لجن

پس از حدف ذرات معلق، ميكروارگانيسم ها و مواد آلي و شيميايي موجود در فاضلاب، لازم است لجن ته نشين شده در كف استخر تخليه گردد. مسئله بسيار مهمي كه در تخليه اين لجن بايد مد نظر قرار گرفته شود، خشك كردن يا آبگيري از آن ها مي باشد كه توسط فيلتر پرس و ساير تجهيزات قابل انجام است.

 

هدف از تصفيه فاضلاب شهري چيست؟

1. حذف مواد جامد و ذرات معلق از قبيل تكه هاي چوب، پارچه، پلاستيك و غيره
2. حذف ذرات معلق بين 1 تا 2 ميليمتر از قبيل دانه هاي شن و ماسه
3. از بين بردن باكتري ها و ميكروارگانيسم ها با روش هاي بيولوژيكي مانند پاتوژن ها و مواد مغذي
4. از بين بردن آلاينده ها آلي و معدني مانند پاك كننده ها و سموم كشاورزي
5. از بين بردن فلزات سنگين و مضر براي بدنحذف مواد معدني محلولو در فاضلاب مانند كلسيم و سديم