Filtre de traitement des eaux usées

Depuis des milliers d’années, la filtration est utilisée pour réduire le niveau de saleté, de rouille, de matières en suspension et d’autres impuretés présentes dans l’eau. Ceci est réalisé en faisant passer l’eau d’entrée sale (influent) à travers un média filtrant. Lorsque l'eau traverse le média, les impuretés sont retenues dans le matériau du média filtrant. En fonction des impuretés et du support, plusieurs mécanismes physiques et chimiques différents sont actifs dans l'élimination et sont responsables de l'élimination des impuretés de l'eau. Certains des équipements utilisés pour utiliser ces mécanismes ont radicalement changé au fil du temps.

Les mécanismes physiques et chimiques fondamentaux qui se produisent lors de la filtration sont mieux compris au fil des années. Ces avancées ont permis aux spécialistes du traitement de l’eau d’optimiser l’élimination des impuretés de l’eau. Les systèmes de filtration éliminent les particules et, en raison de la grande surface du média filtrant, ils peuvent également être utilisés pour déclencher des réactions chimiques entraînant l'élimination de plusieurs contaminants.

Principes d'adsorption :

« Adsorption » est l'un des termes les plus fréquemment utilisés mais les moins compris dans les discussions sur la filtration. L'adsorption fait référence à l'élimination d'une impureté d'un liquide vers la surface d'un solide. Une particule en suspension née dans l’eau adhère à une surface solide lors de l’adsorption. L'adsorption est l'adhésion d'atomes, d'ions ou de molécules d'un gaz, d'un liquide ou d'un solide à une surface. Dans le cas de la filtration de l'eau, les particules solides en suspension présentes dans le liquide adhéreront à la surface solide du média.

L'adsorption diffère de l'occlusion dans la mesure où les particules occluses sont éliminées d'un flux de processus parce qu'elles le sont, l'occlusion étant le résultat de particules trop grosses pour passer à travers une restriction physique dans le milieu. Dans la plupart des cas, les particules adsorbées sont affectées par de faibles interactions chimiques qui leur permettent d'adhérer à la surface d'un solide. Les particules adsorbées s'attachent à la surface d'un milieu donné, devenant un film constitué d'une partie faiblement retenue du solide. Les molécules d'impuretés sont retenues dans la structure interne des pores du carbone par attraction électrostatique (forces de Van der Waals), également connue sous le nom de chimisorption.

Dans la plupart des applications, le charbon actif élimine les impuretés des fluides, des vapeurs ou des gaz par adsorption, phénomène de surface qui entraîne l'accumulation de molécules dans les pores internes d'un charbon actif. Cela se produit dans des pores légèrement plus grands que les molécules qui sont adsorbées, c'est pourquoi il est très important de faire correspondre la taille des pores du support à charbon actif avec les molécules que vous essayez d'adsorber. AES possède une vaste expérience dans la sélection du support carbone adapté à votre application.

Le charbon actif granulaire est principalement utilisé dans les lits filtrants fixes. Certains des aspects importants à prendre en compte sont le temps de contact requis, la taille des cuves filtrantes, les installations de remplissage et de vidange et les mesures de sécurité. En outre, une considération cruciale concernant le GAC concerne la régénération possible, in situ ou hors site. Normalement, dans les très grandes installations, il est possible d'effectuer une régénération in situ, alors que dans les petites installations, il n'est pas viable de procéder à une régénération. La méthode de régénération du charbon actif la plus courante est l’activation thermique. Celle-ci s'effectue en trois étapes principales, commençant par le séchage, puis le chauffage et enfin la gazéification organique résiduelle par gaz oxydant (vapeur ou dioxyde de carbone). Normalement, le remplacement du lit de carbone revient moins cher, car les principaux fabricants de carbone se trouvent en Europe.

C'est un mythe que le charbon actif puisse être régénéré par un simple lavage à contre-courant. Le lavage à contre-courant élimine uniquement les matériaux piégés et reclasse le lit filtrant. Le charbon actif a une certaine durée de vie après laquelle il ne peut pas éliminer les impuretés et doit donc être retiré et remplacé.

Le charbon actif est un adsorbant carboné présentant une porosité interne élevée, et donc une grande surface interne. Les qualités commerciales de charbon actif ont une surface interne de 500 à 1 500 m2/g. Liés au type de demande, trois grandsdes groupes existent :

Charbon actif en poudre ; taille des particules 1-150 μm
Charbon actif granulaire, taille des particules 0.5-4 mm
Charbon actif extrudé, taille des particules 0.8-4 mm
Un charbon actif approprié possède un certain nombre de caractéristiques uniques : telles qu’une grande surface interne, des propriétés chimiques (de surface) dédiées et une bonne accessibilité des pores internes. La distribution de la taille des pores est très importante pour l’application pratique ; le meilleur ajustement dépend des molécules à piéger, de la phase (gaz, liquide) et des conditions de traitement.

La structure des pores souhaitée d'un produit à base de charbon actif est obtenue en combinant la bonne matière première et les bonnes conditions d'activation.

Les caractéristiques physiques et chimiques d'un charbon actif peuvent fortement influencer son adéquation à une application donnée, et il existe un certain nombre de tests différents qui permettent de prédire la capacité d'un charbon à fonctionner. Le test de l’indice d’iode peut généralement prédire l’efficacité lorsque de très petites molécules comme le chlore libre doivent être adsorbées. La valeur des tanins et l'indice de mélasse ou l'efficacité de décoloration de la mélasse sont plus appropriés dans les paramètres de test en laboratoire pour les molécules de moyenne et grande taille ou lorsque de petites molécules sont présentes avec des molécules plus grosses. Dans les applications où il existe une grande variété d’impuretés à éliminer, le meilleur type de charbon actif n’est pas si facile à déterminer. Lorsque la taille des impuretés varie de très petite à très grande, les grosses molécules obstruent souvent les petits pores, les rendant inaccessibles aux autres molécules.

Comme vu précédemment, le filtre à charbon actif utilise l'adsorption pour éliminer certaines impuretés comme le chlore libre, l'élimination des odeurs ou les matières organiques, etc. Le charbon actif, également appelé charbon actif, charbon actif ou carbo activatus, est une forme de charbon traité pour être criblé. avec de petits pores de faible volume qui augmentent la surface disponible pour l'adsorption ou les réactions chimiques.

En raison de son degré élevé de microporosité, un seul gramme de charbon actif a une surface spécifique supérieure à 500 m2, déterminée par les isothermes d'adsorption du dioxyde de carbone gazeux à une température ambiante ou à 0,0 degré. température. Un niveau d'activation suffisant pour une application utile peut être atteint uniquement à partir d'une surface élevée ; cependant, un traitement chimique supplémentaire améliore souvent les propriétés d'adsorption.

Applications:

Il existe de nombreuses applications pour les filtres à charbon actif. Seuls certains d’entre eux, les plus importants et les plus courants, sont répertoriés ci-dessous.

Élimination du chlore libre
Élimination des matières organiques
Élimination des odeurs
Élimination du bromate (après ozonation du perméat SWRO)
Décoloration du sucre fondu (fabrication du sucre blanc)
Décoloration de la mélasse
Purification de l'air
Transporteur de catalyseur
Épuration des fumées (élimination des dioxines et du mercure)