Una soluzione efficiente per il trattamento delle acque reflue e le sue sfide

Questo processo aggiunge carbonio attivo in polvere (di seguito indicato come PAC), che è un tipo di carbonio attivo estruso, al reattore a fanghi attivi. Sfruttando le proprietà di adsorbimento del carbonio attivo e la capacità di degradazione dei microrganismi, può rimuovere composti che sono difficili da biodegradare e ottenere risultati di trattamento approfonditi. Il filtro dell'acqua a carbone attivo granulare, un'altra forma di carbonio attivo, ha anche mostrato efficacia nella purificazione dell'acqua, ma nel processo patto, il carbone attivo estruso si rivela più adatto per l'integrazione con il sistema di fanghi.

 

Il carbonio attivo in polvere o il carbonio attivo estruso, può fungere da vettore per l'attacco di biofilm. Ciò può mantenere una concentrazione di fanghi relativamente elevati e migliorare notevolmente la capacità del sistema di resistere ai carichi di shock. Rispetto al carbonio attivo colonnare, che viene spesso utilizzato nei reattori a letto fisso, la forma estrusa fornisce una superficie più ampia nel processo patto per la colonizzazione microbica.

1, flusso del processo patto e meccanismo d'azione

Flusso di processo di patto

Dall'emergere del processo di patto, le discussioni sul suo meccanismo d'azione non si sono mai fermate. Ci sono principalmente due teorie rappresentative:

Adsorbtion - Degradation - Rigenerazione biologica - Re -Adsorption: PAC, un carbonio attivo estruso e i microrganismi lavorano insieme per rimuovere la materia organica.
Il carbonio attivo, incluso il carbonio attivo estruso, ha una grande superficie e può assorbire la materia organica e l'ossigeno in acqua. I microrganismi si attaccano alla superficie di Pac. Gli enzimi extracellulari che secernono e i centri attivi di alcuni enzimi possono entrare nei micropori del carbonio attivo. Rompi la materia organica refrattaria adsorbita in piccole molecole, rigenerano i siti di adsorbimento e ripristinano la funzione di adsorbimento di PAC. La piccola materia organica molecolare decomposta può fornire nutrienti ed energia per i microrganismi, aumentando l'attività dei microrganismi. Questo lo rende più favorevole alla rimozione della materia organica.
Vale la pena ricordare che anche se le molecole enzimatiche non possono entrare nei micropori, dopo che la materia organica nei macropori e nei mesopori è degradata, a causa della differenza di concentrazione, la materia organica nei micropori si diffonderà nei macropori e nei mesopori e può ancora essere degradata dai microorganismi.

 

Semplice sovrapposizione di degradazione microbica e adsorbimento del carbonio attivo
Ovviamente, questa teoria è completamente opposta alla prima. Dopo diversi cicli di adsorbimento, il carbone attivo estruso (PAC) diventerà gradualmente saturato, la sua capacità di adsorbimento diminuirà e anche il tasso di rimozione della materia organica. Ciò dimostra che la superficie di PAC è satura e non esiste un fenomeno di rigenerazione biologica.

Il metodo del patto è migliore del metodo dei fanghi attivi. Il carbonio attivo colonnario, se utilizzato in un processo simile, potrebbe affrontare sfide nel mantenimento di una distribuzione uniforme e un contatto efficace con i microrganismi, mentre il carbonio attivo estruso in patto ha dimostrato di essere più efficiente.
In effetti, sia che si tratti della prima teoria o della seconda teoria e se esiste una rigenerazione biologica di PAC o no, il metodo del patto è migliore del metodo dei fanghi attivi::
L'ossidazione dei microrganismi dipende dalla concentrazione della materia organica. L'adsorbimento da parte del carbonio attivo estruso aumenta la concentrazione di materia organica fissata sulla superficie delle particelle di carbonio, rendendo la reazione più completa.
PAC e fanghi attivati ​​rimangono insieme nel serbatoio di aerazione per un po 'di tempo simile all'era dei fanghi. In questo modo, la materia organica refrattaria ha più opportunità di essere degradata.
Poiché la materia organica refrattaria e i microrganismi refrattari di carbonio estruso allo stesso tempo, estende il tempo di contatto tra organismi e materia organica. Inoltre, l'adsorbimento di enzimi extracellulari da parte di PAC aiuta anche i microrganismi a degradare la materia organica. Il filtro dell'acqua a carbone attivo granulare, d'altra parte, viene utilizzato principalmente per semplici processi di filtrazione piuttosto che per il complesso processo di adsorbimento biologico in patto.

2, applicazione del processo patto e punti per l'attenzione

Non appena è emerso il metodo del patto, a causa dei suoi vantaggi in termini di economia e efficienza del trattamento, è stato ampiamente applicato al trattamento delle acque reflue industriali, come il trattamento delle acque reflue da raffinazione petrolifera, petrolchimica, stampa e tintura, coking e industrie chimiche organiche. L'uso di carbonio attivo estruso in questo processo ha mostrato una migliore adattabilità rispetto ad altre forme come carbone attivo colonnare o carbone attivo granulare utilizzato nei filtri dell'acqua.

Inoltre, quando il metodo del patto viene utilizzato per il trattamento delle acque reflue urbane, può migliorare significativamente l'effetto di nitrificazione. È meglio del metodo dei fanghi attivati, può aumentare l'efficienza di rimozione complessiva del sistema e migliorare notevolmente la qualità dell'effluente.

 

Applicazione del processo di patto nelle acque reflue industriali
In Cina, il processo di patto viene applicato principalmente al trattamento effettivo delle acque reflue industriali.
Ad esempio, l'uso del processo patto con carbonio attivo estruso per trattare le acque reflue pretrattate di produzione di PAM può migliorare l'efficienza di utilizzo dell'ossigeno, migliorare le prestazioni di assestamento dei fanghi e il tasso di rimozione della materia organica può raggiungere oltre l'80%. Rispetto ai tradizionali metodi di trattamento delle acque che utilizzano filtri dell'acqua a carbone attivo granulare, PACT offre un trattamento più completo.
Un determinato parco industriale chimico utilizza il metodo di fanghi attivati ​​rafforzati Pac, con il carbone attivo estruso che è il componente chiave, per trattare le acque refrattarie chimiche refrattarie "tre massime". L'effetto di rimozione del COD è quasi raddoppiato e il tasso di rimozione della cromaticità raggiunge il 60% al 70%. Il carbonio attivo colonnario, grazie alla sua forma e struttura, potrebbe non essere efficace in questo sistema a base di fanghi come il carbonio attivo estruso.
L'uso del processo A2/O (PACT) per trattare le acque reflue di stampa e tintura idrolizzate e acidificate può migliorare efficacemente l'effetto operativo del sistema in inverno. Ha un migliore effetto terapeutico sugli inquinanti organici caratteristici come l'anello di benzene, i composti policiclici aromatici e eterociclici e ha anche un effetto promuovevole più evidente sulla rimozione di sostanze macromolecolari.
Per un altro esempio, un'azienda farmaceutica nazionale utilizza il processo di patto con carbonio attivo estruso per trattare le acque reflue farmaceutiche contenenti benzotiazolo. Rispetto al metodo dei fanghi attivati ​​senza aggiungere carbonio attivo, i tassi di rimozione di TOC e COD da parte del processo di patto sono aumentati dal 54,8% e 45,6% a 86. 13% e 76,34% rispettivamente. Ha migliorato la tolleranza del sistema ai carichi di shock e ha un effetto di screening sui batteri degradanti del benzotiazolo nel sistema.

 

Punti per l'attenzione nell'applicazione del processo di patto:
(1) Quando si sceglie i materiali per le attrezzature di smaltimento dei fanghi, sono necessarie ulteriori considerazioni. Il patto aggiunge carbonio attivo estruso al serbatoio di aerazione dei fanghi attivati. I fanghi in eccesso scaricati sono fanghi biologici, che è abrasivo. Quindi, il corpo della pompa, il corpo del serbatoio, i macchinari di raschiatura dei fanghi del serbatoio di sedimentazione secondaria e le attrezzature di smaltimento dei fanghi hanno tutti requisiti relativamente elevati per la resistenza all'usura. Ciò è diverso dall'ambiente di funzionamento più mite dei filtri dell'acqua a carbone attivo granulare.
(2) Poiché i fanghi prodotti da questo processo hanno una densità relativamente elevata, quando si progettano i macchinari di raschiatura dei fanghi del serbatoio di sedimentazione secondaria e le apparecchiature di smaltimento dei fanghi, dovrebbe essere utilizzato un valore limite di coppia relativamente elevato.
(3) Quando viene aggiunta una grande quantità di carbonio attivo estruso, ci saranno molte particelle PAC nell'effluente. Per migliorare questa situazione, è meglio utilizzare un sistema SBR o aggiungere un filtro terziario. Un'unità di separazione a membrana può anche essere utilizzata per sostituire il serbatoio di sedimentazione secondaria.
(4) La capacità di adsorbimento del carbonio attivo estruso nel sistema PACT è diversa dai valori previsti dal test intermittente di adsorbimento isotermico. I test di trattamento a flusso continuo devono essere effettuati per ottenere dati pertinenti per la progettazione. Questa è anche una differenza significativa rispetto alla valutazione delle prestazioni del carbone attivo colonnare o del carbone attivo granulare nei filtri dell'acqua.
(5) Poiché il carbonio attivo estruso ha una forte capacità di adsorbimento, se è direttamente esposta all'aria, adsorbirà facilmente le sostanze nell'ambiente circostante, occupando i siti di adsorbimento e rendendo inefficace il PAC. Pertanto, durante la produzione o il test, lo stoccaggio adeguato è cruciale, che è anche applicabile ad altre forme di carbonio attivo come filtri di acqua a carbone attivo granulare e carbonio attivo colonnare.