La tecnologia di carbonio attivo in polvere, o processo pact, è stata inizialmente sviluppata da DuPont. Aggiungendo il carbonio attivo in polvere (PAC) al reattore a fanghi attivato, il processo utilizza le caratteristiche di adsorbimento del carbonio attivo e la capacità di degradazione dei microrganismi che sono difficili da rimuovere i composti che sono difficili da biodegradere e possono raggiungere l'effetto del trattamento avanzato. Il carbonio attivo in polvere come biofilm collegato al supporto può mantenere un'alta concentrazione di fanghi, in modo che la resistenza al carico di impatto del sistema sia notevolmente migliorata.
Flusso e meccanismo del processo di patto
Dal diagramma di flusso si può vedere che il processo è essenzialmente un metodo di ossidazione biologica di adsorbimento di carbonio attivo sotto forma di fanghi attivati. La combinazione dei vantaggi dell'adsorbimento del carbonio attivo e dell'azione biochimica non solo risolve il costoso problema di costo del solo carbonio attivo, ma interrompe anche la limitazione che il solo metodo biologico è adatto solo per la rimozione di inquinanti organici.
Come mostrato nella figura seguente, il PAC di carbone attivo in polvere può essere aggiunto in modo continuo o intermittente al serbatoio di aerazione in proporzione o miscelato con l'effluente dal serbatoio di sedimentazione primaria prima di entrare nel sistema di trattamento biochimico.
Dalla nascita del processo di patto, il meccanismo della sua azione è stato discusso continuamente e ci sono due principali teorie rappresentative:
1, Adsorption - Degradation - Rigenerazione biologica - Sinergie di lettura, PAC e microbiche per rimuovere la materia organica
L'enorme area superficiale fornita dal carbone attivo può assorbire la materia organica e l'ossigeno in acqua. I microrganismi si attaccano alla superficie del PAC, gli enzimi extracellulari secreti e i centri attivi di alcuni enzimi possono entrare nei micropori del carbonio attivo, decomporre la materia organica refrattaria adsorbita in piccole molecole, rigenerare il sito di adsorbimento e ripristinare la funzione di adsorbimento di PAC. Dopo la decomposizione, la materia organica di piccole molecole può fornire sostanze nutritive ed energia per i microrganismi, migliorare l'attività dei microrganismi e quindi essere più favorevoli alla rimozione della materia organica. Vale la pena ricordare che anche se le molecole enzimatiche non possono entrare nei micropori, quando la materia organica nei pori di grandi e medi è degradata, a causa dell'esistenza della differenza di concentrazione, la materia organica diffusa dai micropori ai pori grandi e medi, può anche essere degradata dai microorganismi.
2, semplice sovrapposizione di degradazione microbica e adsorbimento del carbonio attivo
Inutile dire che questa teoria è chiaramente contraria alla teoria
1. Poiché dopo diversi cicli di adsorbimento, il carbone attivo si satura gradualmente, la capacità di adsorbimento è diminuita e la rimozione della materia organica ha mostrato una tendenza al ribasso, che indicava che la superficie del PAC era satura e non vi era alcuna rigenerazione biologica. Il metodo del patto è superiore al solo metodo dei fanghi attivati. In effetti, indipendentemente dalla teoria 1 o dalla teoria 3, il metodo del patto è superiore al solo metodo dei fanghi attivati, indipendentemente dall'esistenza della bioregenerazione PAC:
L'ossidazione biologica dipende dalla concentrazione della materia organica, l'adsorbimento aumenta la concentrazione di materia organica fissata sulla superficie delle particelle di carbonio e rende la reazione più accurata.
PAC e fanghi attivati rimangono insieme nel serbatoio di aerazione, che equivale all'età dei fanghi, e la materia organica refrattaria ha più possibilità di essere degradata;
Poiché gli adsorbi di carbonio sono la materia organica refrattaria e i microrganismi allo stesso tempo, il tempo di contatto tra organismi e materia organica è prolungato. Inoltre, l'adsorbimento di PAC degli enzimi extracellulari è anche favorevole alla degradazione microbica della materia organica.
Applicazione e attenzione del processo di patto
Il metodo PACT è stato ampiamente utilizzato nel trattamento delle acque reflue industriali, come la raffinazione del petrolio, le acque reflue petrolchimiche, di stampa e di tintura, acque reflue di coke, cure per le acque reflue organiche, a causa dei suoi vantaggi nell'economia e l'efficienza del trattamento.
Inoltre, il metodo PACT per il trattamento delle acque reflue municipali può migliorare significativamente l'effetto di nitrificazione, che è migliore del metodo dei fanghi attivati, può migliorare l'efficienza complessiva di rimozione del sistema e migliorare notevolmente la qualità dell'effluente.
1, Applicazione del processo di patto nelle acque reflue industriali
Il processo di patto viene applicato principalmente al trattamento effettivo delle acque reflue industriali nel nostro paese. Ad esempio, l'uso del processo di patto per trattare le acque reflue PAM pretrattate può migliorare l'efficienza di utilizzo dell'ossigeno, migliorare le prestazioni di insediamento dei fanghi e rimuovere oltre l'80% della materia organica; In un parco dell'industria chimica, i fanghi attivati per il PAC hanno migliorato le acque refaricali chimiche refrattarie. L'effetto di rimozione del COD è stato quasi raddoppiato e il tasso di rimozione di Chroma ha raggiunto 60-70%. L'uso del processo A2/O (PACT) per trattare le acque reflue della tintura e della tintura dopo l'idrolisi e l'acidificazione può migliorare efficacemente l'effetto operativo invernale del sistema, rafforzare l'effetto di trattamento dell'anello di benzene, dell'anello spesso, dell'eterociclico e di altri inquinanti organici caratteristici e promuovere significativamente la rimozione delle sostanze macromolecolari. Ad esempio, un'azienda farmaceutica nazionale utilizza il processo di patto per trattare le acque reflue farmaceutiche contenenti benzotiazolo e confrontato con il metodo di fanghi attivi senza carbonio attivo, i tassi di rimozione di TOC e COD per processo patto sono aumentati dal 54,8% e dal 45,6% a 86. 13% e 76.34%, rispettivamente. La tolleranza del sistema al carico di shock è stata migliorata e sono stati sottoposti a screening i batteri che degradano i benzotiazolo nel sistema.
2, l'applicazione del processo di patto dovrebbe prestare attenzione ai problemi:
(1) È necessario prendere in considerazione la selezione dei materiali dell'attrezzatura di smaltimento dei fanghi. Il patto aggiunge carbonio attivo in polvere al serbatoio di aerazione dei fanghi attivati e il fango rimanente scaricato è i fanghi biologici, che ha una resistenza all'abrasione, e ha elevati requisiti resistenti all'usura sul corpo della pompa, nel corpo del serbatoio, i macchinari di raschiatura dei fanghi del serbatoio di sedimentazione secondaria e le attrezzature per lo smaltimento dei fanghi.
(2) A causa dell'elevata densità dei fanghi prodotti dal processo, nella progettazione dei macchinari e delle apparecchiature di smaltimento di fanghi di raschiatura di fanghi di raschiatura di fanghi di raschiatura di fanghi, sono dovrebbero essere adottati limiti del momento torsionale più elevati.
(3) Quando la quantità di carbonio è grande, l'acqua di uscita contiene particelle PAC elevate, al fine di migliorare questa situazione, si consiglia di utilizzare il sistema SBR o aggiungere un filtro a tre stadi o utilizzare un'unità di separazione a membrana anziché il serbatoio di sedimentazione secondaria.
(4) La capacità di adsorbimento di PAC nel sistema PACT è diversa da quella prevista dal test di adsorbimento isotermico intermittente e i dati rilevanti dovrebbero essere ottenuti mediante test di elaborazione del flusso continuo per la progettazione.
(5) Poiché la capacità di adsorbimento di PAC è molto forte, se direttamente esposta all'aria, è facile assorbire sostanze nell'ambiente circostante, in modo che il sito di adsorbimento sia occupato da PAC, quindi nella produzione o test deve prestare attenzione alla conservazione ermetica.
Vantaggi e svantaggi del processo di patto
1, migliora l'effetto di rimozione dell'azoto totale
2, nel processo di trattamento delle acque, i batteri nitrificanti e i batteri nitrificanti possono ossidare l'azoto di ammoniaca in azoto con nitrati e quindi utilizzare l'energia fornita dalla sorgente di carbonio sotto l'azione dei batteri denitrificanti per convertire l'azoto di nitrato in azoto di nitrato, in modo da ottenere la rimozione di azoto nella acque reflue. Il carbonio attivo può migliorare l'attività dei microrganismi e aumentare la concentrazione dei fanghi assorbendo le sostanze inibite dei batteri nitrificanti e i batteri denitrificanti in acqua, migliorando così l'effetto di rimozione dell'azoto totale.
3, migliorare le prestazioni di assistenza ai fanghi e le prestazioni di disidratazione e aumenta la concentrazione di fanghi
Il carbonio attivo aggiunto al sistema di fanghi, in quanto portatore di microrganismi, è favorevole alla formazione di floc e alla propagazione dei microrganismi. L'adsorbimento del carbonio attivo può rendere più da vicino il flocculante e la materia organica, la densità dei fanghi aumenta e le prestazioni di assestamento e le prestazioni di disidratazione migliorano.
Migliorare il tasso di rimozione dei composti organici che sono difficili da biodegradare
Nel processo di fanghi attivi, il tempo di contatto tra l'inquinante e il microrganismo è il tempo di permanenza idraulica, dopo di che l'inquinante viene dimesso dal sistema. Nel processo di patto, la materia organica adsorbita dal carbonio attivo può essere continuamente diffusa nel serbatoio biologico e nel serbatoio di sedimentazione con i fanghi e il tempo di contatto di queste materie organiche e i microrganismi sono equivalenti all'età dei fanghi, in modo che un po 'di materia organica difficile da degradare che può essere biodegrado a lungo è rimosso.
Migliorare la stabilità del processo sotto carico di impatto
La capacità di adsorbimento del carbonio attivo a una sostanza è strettamente correlata alla concentrazione della sostanza in acqua. Quando la concentrazione di inquinanti è elevata, il carbonio attivo aumenta la quantità di adsorbimento degli inquinanti e riduce la concentrazione di inquinanti in acqua. Quando la concentrazione di inquinanti è bassa, il carbone attivo rilascia gli inquinanti adsorbiti nelle acque reflue attraverso il desorbimento per aumentare la concentrazione di inquinanti nell'acqua. Pertanto, il carbonio attivo può svolgere un ruolo nella regolazione della concentrazione di inquinanti nel sistema e migliorare la stabilità del sistema. In particolare, può svolgere un buon ruolo protettivo per alcuni microrganismi che non sono resistenti al carico di impatto. A causa del miglioramento della resistenza al carico di impatto, svolge anche un ruolo favorevole nell'addomesticamento delle biofacies di fanghi.
5, migliorare la rimozione del colore, eliminare l'odore, il fenomeno schiumoso
Il colore, l'odore e la schiuma nelle acque reflue chimiche del carbone sono causati dall'ossidazione di composti organici come eterocicli di azoto, composti fenolici e serie di benzene. Il carbonio attivo può assorbire selettivamente queste materie organiche, quindi può migliorare la rimozione di Chroma, eliminare l'odore, il fenomeno schiumogeno. Naturalmente, il processo di patto ha anche alcuni svantaggi oggettivi, come l'adsorbimento di carbonio e fanghi attivo saturi scaricati nella struttura di trattamento dei fanghi, aumenteranno il carico di trattamento dei fanghi; Allo stesso tempo, il carbone attivo viene scaricato con fanghi, che causerà anche uno spreco di risorse. Vale la pena ricordare che la tecnologia di rigenerazione del carbonio attivo in questa fase può rigenerare il carbonio attivo nei fanghi rimanenti e ripristinare la capacità di adsorbimento del carbonio attivo. In combinazione con il processo di patto, è possibile realizzare il riciclaggio dei fanghi, che ha una grande prospettiva di sviluppo.
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