air bersih

Permohonan Media Penapis Anthracite dalam Proses Pembersihan Air Desalinasi

Lombong Pegmatite Afrika, kilang dan membekalkan anthracite berkualiti tinggi yang diilangi untuk memerintahkan aplikasi pembersihan air, antara lain.

Dalam proses mengeluarkan kekotoran dari air , kaedah biasa adalah menggunakan penapis sederhana untuk mencapai matlamat itu dengan cekap. Anthracite telah lama dikaitkan dengan aplikasi penapisan air dan dalam beberapa kes, penggunaan dua media seperti dalam aplikasi yang melibatkan anthracite dan pasir atau kerikil terlibat.

Komposisi kimia anthracite itu sendiri sebahagian besarnya bertanggungjawab untuk keupayaan penapisannya, bersama-sama dengan kemudahan pembuatan kepada gred dan saiz yang ideal yang paling sesuai untuk penapisan. Lebih khusus lagi, bagaimana anthracite berinteraksi dengan kekotoran yang sering ditemui dalam air adalah penting utama.

Anthracite - Hartanah dan Aplikasi

Apa itu anthracite?

Anthracite adalah satu bentuk arang batu yang padat dengan penuh dan mempunyai kandungan karbon yang tinggi, agak sedikit adulterations, dan yang kedua tertinggi kalori kandungan dari apa-apa jenis arang batu dengan hanya grafit mengalahkan. Kandungan kalori merujuk kepada jumlah tenaga yang dihasilkan oleh pembakaran objek atau tenaga ia akan menghasilkan dalam acara itu. Prinsip penggunaan anthrasit dalam sektor industri termasuklah pengeluaran tenaga serta bidang Metalurgi dan pembersihan air.

antrasit dalam tiub

Mewakili hanya satu peratus daripada semua arang batu di dunia, anthracite dilombong pada skala dalam hanya beberapa negara terpilih seperti China (pengeluar utama dunia), Rusia, Vietnam, Kanada, Afrika Selatan dan Amerika Syarikat. Anthracite sering boleh dibezakan dari jenis arang batu lain kerana penampilan separa logam yang mencerminkan cahaya dengan cara yang serupa dengan jet mineraloid (dan rakan-rakan ignite), bahan yang digunakan dalam produk barang kemas.

Kandungan karbon tinggi antrasit menjadikannya
sesuai terutamanya untuk penapisan
.

Ciri-ciri Fizikal Anthracite

Warna Hitam

Ketumpatan pukal kering 800 kg m-3

Graviti khusus 1.6 ± 0.05 g cm-3

Saiz Berkesan 1.2 - 2.4 mm

Pekali Keseragaman 1.5 - 1.7

Indeks Kerja Bon 20 - 22 kWj T-1 (BBH)

air mengalir bersih

Mengapa?

Kerana ini memastikan bahawa antrasit untuk penapisan air tidak terjejas oleh bahan kimia yang ia menghadapi. Dalam erti kata lain, ia tidak menyerap atau mengekalkan bahan kimia berbahaya yang kemudiannya boleh disalirkan ke dalam air larian yang melalui media penapis antrasit. Selanjutnya, bentuk antrasit sendiri membantu menyediakan cara yang berkesan untuk mencegah kekotoran dari baki di dalam air.

Anthracite sebagai mekanisma penapisan air

Anthracite Sebagai Mekanisme Penapisan Air

Bagaimana penapis media seperti anthracite berfungsi?

Anthracite arang penapis media dan lain-lain bekerja melalui gabungan komposisi kimia serta menggunakan undang-undang graviti dan fizik untuk membersihkan air tercemar.

Media penapis apa-apa jenis bahan-seperti batu kelikir, pasir, anthracite, atau kaca-yang bertindak sebagai penapis dari pepejal yang dikeluarkan. Lebih halus sebutir media penapis anda, semakin granular ia boleh mendapatkan dalam menghapuskan kekotoran ini. Walaupun saiz zarah kecil penapis anthracite akan menyebabkan penapisan bahan cemar yang lebih kecil, saiz kecil sedemikian dengan mudah boleh disampatkan ke katil yang lebih kukuh, yang boleh membawa kepada situasi kemurungan. Ini boleh dielakkan dengan menggunakan zarah anthracite bersaiz betul, kadar aliran operasi / tekanan yang sesuai dan program backwashing yang diperuntukkan dengan baik untuk melepaskan bahan cemar dari katil penapis.

Kerana bahan boleh mudah dibubarkan di dalam air tetapi tidak mudah dibubarkan sepenuhnya, bahan-bahan yang tidak sepenuhnya dibubarkan di dalam air boleh "ditangkap" di media penapis dengan hanya air yang melalui pada akhir penapis.

memberi tangan bekalan air tumbuhan yang semakin meningkat

Sebagai sesiapa yang boleh melihat dengan mudah, ini mempunyai pelbagai kegunaan dalam dunia moden daripada menguruskan air larian dari ribut untuk memastikan air bersih dan boleh dirawat. Ia adalah kebimbangan terakhir ini yang telah memberi rawatan ke atas daya tarikan dalam banyak bahagian gersang dunia di mana akses kepada air segar adalah terhad dan sumber itu sendiri adalah terhad. Malah, para pembekal media penapis antrasit di seluruh dunia menolaknya sebagai penyelesaian kepada banyak krisis air yang akan berlaku di lokasi yang berbeza di seluruh dunia.

Satu-satunya soalan adalah: Adakah pemeriksaan air rawatan media berkesan untuk membuang kekotoran yang terdapat di air laut yang pelbagai dan mikroskopik?

Prestasi, Ciri-ciri Operasi Dan Backwashing

Berbanding pasir, anthracite lebih bertolak ansur dengan kadar aliran operasi yang lebih tinggi dan kadar pencuci belakang. Ini adalah ciri-ciri penting apabila jumlah cecair yang besar akan disuncikan. Merentasi saiz bijirin 1.4 hingga 2.5 mm, kadar backwashing 55 hingga 60 m3 h-1 boleh dicapai pada 20 °C. Kadar backwashing yang tinggi itu adalah bukti keupayaan anthracite tanah untuk menjadi penghibur yang boleh dipercayai dalam penapisan, dengan hanya downtime minimum. Tambahan pula, kekerasan anthracite yang unggul bermakna lelasan fizikal diminimumkan dan dengan itu menapis seumur hidup dilanjutkan lagi.

Penyahgaraman

Adakah Menggunakan Anthracite untuk Penapisan Air Berkesan untuk Menghapuskan Kekotoran dalam Air Garam?

Walaupun terdapat sedikit soalan mengenai keberkesanan anthracite sebagai penapis, ia bukan satu-satunya pilihan apabila ia datang kepada penyahgarangan. Walaupun terdapat sedikit soalan mengenai keberkesanan anthracite sebagai penapis, ia bukan satu-satunya pilihan apabila ia datang kepada penyahgarangan. Malah, banyak kegunaan daripada antrasit melibatkan senario penggunaan industri.

Walau bagaimanapun, ia telah ditunjukkan dalam penyelidikan yang dibentangkan di desalangan dan persidangan alam sekitar pada tahun 2007 oleh masyarakat dan Pusat Penyelidikan dan teknologi yang akan Hellas, bahawa antrasit bukan sahaja satu Medium yang berkesan untuk desalangan tetapi secara performasi setanding dengan tanah liat yang telah diproses (bahan popular yang lain).

dunia dalam percikan ikan mangkuk

Satu-satunya perbezaan dalam prestasi terbit daripada bahan yang digunakan dalam setiap senario.

Ocean Cove

Bagaimana Kaedah Rawatan Air Anthracite Bekerja dengan Air Garam

Kerana kekotoran dalam air garam agak kecil memang, media penapis seperti antrasit sering bekerja selari dengan bahan kulit untuk prestasi optimum dan penapisan air.

Coagulants adalah bahan kimia yang membantu dalam penciptaan apa yang dipanggil agregat atau keumungan kekotoran yang lebih besar dalam jumlah daripada mereka dalam bahagian mereka. Apabila Hiska membantu mencipta agregat yang lebih besar, ini menjadikan kekotoran mudah untuk memadam media penapis seperti pasir dan anthracite.

Proses penyahgarangan

Untuk melihat cara yang berbeza: menggunakan coagulants dengan anthracite menjadikan anthracite lebih berkesan untuk menghapuskan kekotoran dalam air garam dengan meningkatkan berat badan dan kawasan permukaan mereka. Penemuan penyelidikan menunjukkan bahawa bukan sahaja rawatan air anthracite berkesan pada penyahwartaan merentasi pelbagai persekitaran prestasi (suhu, dan lain-lain) tetapi juga bahawa ia setanding dengan bahan tanah liat dalam membina rintangan air atau apa yang dipanggil kepala hidrostatik.

Proses bermula dengan proses pretreatment iaitu di mana air laut yang tidak dirawat atau "mentah" ditarik dan alga dan bahan organik dikeluarkan dari air. Ini dicapai dengan mengepam air laut mentah ke dalam tangki penapis multimedia yang terdiri daripada lapisan anthracite, pasir, dan kemudian kerikil di bahagian bawah. Air bergerak dari bahagian atas tangki keluar melalui bahagian bawah, melalui lapisan anthracite, pasir dan kerikil kerana ia berbuat demikian. Cecair yang terhasil sebahagian besarnya bebas daripada bahan cemar, termasuk semua pada skala makro, pada ketika ini.

Air garam yang dirawat yang hasil daripada proses ini kemudian melalui rawatan lain yang sering dipanggil mikropenapisan. Apa yang dirujuk oleh mikrofiltrasi adalah penyingkiran perkara kecil di air laut yang dirawat. Pada ketika ini, air bersedia untuk proses yang dirujuk sebagai osmosis terbalik, seperti yang diperincikan di bawah.

Perlu diingat bahawa coagulants tidak digunakan sebelum setiap contoh osmosis terbalik (RO). Penapis anthracite, dengan lebih mendalam di bawah, dengan pasir adalah sebahagian daripada rawatan pra-RO, tanpa proses RO tidak cekap.

Dicadangkan sebagai penyelesaian kepada masalah bahawa 4 bilion orang - atau hampir separuh daripada penduduk dunia - akan kekurangan air yang boleh dimasak menjelang 2030, pembekal media penapis anthracite akan bekerja bersama-sama dengan orang lain seperti pasir dan kerikil membentangkan satu di antara banyak penyelesaian yang mungkin untuk masalah ini. Memandangkan keberkesanannya yang ditunjukkan di kawasan ini, penggunaan kaedah rawatan air anthracite dijangka berkembang pada dekad-dekad akan datang.

sistem cakera media penapis antrasit

Anthracite Dalam Penapisan Osmosis Terbalik Untuk Rawatan Air

Osmosis terbalik adalah proses yang digunakan untuk penyahgaraman di mana membran separa teladan hadir di mana ion terbubar (seperti natrium, klorida, fosfat dan lain-lain) tidak boleh lulus. Cecair yang terhasil adalah air yang boleh dibakar, benar-benar tidak mempunyai ion terbubar. Oleh kerana rawatan RO air garam adalah fenomena fizikal dan bukannya kimia, adalah penting bahawa membran tidak disekat, iaitu jumlah maksimum air boleh mencapainya yang mungkin. Penyumbatan membran oleh bahan cemar termasuk - tetapi tidak terhad kepada - pencemar tidak henti-henti, mikroplastik dan (mikro)organisma akan menyebabkan kehilangan kecekapan proses yang teruk. Ini adalah masalah yang sangat akut kerana sistem RO cenderung beroperasi sekitar satu-satunya rejim kecekapan 30%. Oleh itu, FIltration adalah bahagian penting dalam sistem RO.

Anthracite digunakan sebagai penapis pra-RO, sering digunakan sebagai sebahagian daripada sistem media dua bersama pasir atau bersama-sama kedua-dua garnet pasir dan tanah dalam penapis media campuran (1). Kesan jumlah penapis ini seperti yang ditubuhkan bersama adalah untuk menyediakan liputan yang berkesan di seluruh laju kepada julat saiz ultra-halus. Sebagai tambahan kepada penapisan pengecualian saiz konvensional, anthracite cemerlang dalam penyingkiran bahan organik terlarut (seperti minyak sisa, ciri biasa dalam air laut pantai) serta pepejal terampai (2).

Dua isu utama dengan RO untuk pengeluaran air adalah keperluan tenaga dan pemulihan air secara keseluruhan. Dengan mengurangkan jumlah pepejal yang dibina di membran separa teladan, keperluan tenaga keseluruhan akan dikurangkan. 35% pemulihan air sepanjang satu tahun boleh dicapai dengan tumbuh-tumbuhan RO yang menggunakan anthracite sebagai komponen dalam sistem penapisan pra-RO mereka. Bilangan ini rendah, tetapi akan jauh lebih rendah jika tiada penapisan yang mencukupi seperti yang disediakan oleh anthracite.

Media penapisan bersama yang lain termasuk karbon diaktifkan granular (GAC), krom dan arang. Apabila digunakan dengan GAC, penapis gabungan sangat berkesan terhadap bahan biologi(3). Chromate dan arang yang diaktifkan boleh digabungkan dengan anthracite dan secara kolektif mereka terutamanya astute untuk menghapuskan ion logam berat seperti besi dari penyelesaian aqueous (4).

Anthracite untuk penapisan pra-RO cenderung digunakan dalam rejim saiz zarah 0.35 hingga 0.8 mm, dengan kedalaman katil biasanya tidak lebih pendek daripada 0.8 m. Tumbuh-tumbuhan moden dengan mudah boleh memproses sehingga 40 m3 sejam air garam apabila ia telah dilengkapi dengan penapis pelbagai media yang mengandungi anthracite(5).

Penyelidikan telah menunjukkan bahawa dwi-mengandungi anthracite dan penapis pelbagai media sangat berkesan untuk merawat air laut mentah, sederhana tercemar dalam aplikasi pra-RO di kedua-dua perairan tropika dan di timur Mediterranean, menghasilkan air minuman yang patuh WHO dalam jumlah melebihi 50 m3 sehari (6). Secara keseluruhan, boleh dikatakan bahawa kebanyakan utiliti penapisan anthracite dalam manifold pra-RO adalah berdasarkan sifat pengecualian saiz yang sangat baik, penyingkiran bahan organik dan keliangan yang diingini. Penapis anthracite yang digunakan dalam kebanyakan tetapan RO dibuang selepas digunakan dan bukannya dikitar semula.

Ringkasan

Di luar idea konvensional loji penyahgaraman osmosis terbalik yang terletak di sebelah laut, anthracite mendapati kegunaan dalam tumbuhan RO lain yang lebih khusus di seluruh dunia. Kes-kes penggunaan yang luas meningkatkan lagi konsep kebolehgunaan luas anthracite dalam bidang ini. Sebagai tambahan kepada kegunaan sendiri adalah ketara bahawa anthracite adalah komoditi yang mudah dihantar dan mudah dikendalikan - menjadikan keseluruhan operasi lebih mudah.

Dari segi prestasi alam sekitar, loji osmosis terbalik cenderung menggunakan banyak tenaga elektrik. Sememangnya, akan ada keperluan tenaga yang lebih besar jika tidak ada penapisan anthracite air garam sebelum ia melepasi membran RO. Dalam loji RO berkuasa solar dan angin, penyelidik menggariskan keperluan untuk proses penapisan seperti anthracite (7) - dan juga menyatakan bahawa jumlah reka bentuk sistem (iaitu termasuk penapisan) adalah kunci untuk memulakan kos keseluruhan dan membuat penyahgaraman RO boleh dilaksanakan dan berdaya saing.


Di tempat lain di laman web ini, penggunaan anthracite dalam menangani minyak telah terperinci
, dan penggunaannya dalam penapisan adalah penting sekiranya terdapat tumpahan minyak, atau sejumlah besar hidrokarbon yang terdapat dalam air masuk. Penyelidik telah menunjukkan bahawa dalam bidang kepekatan organik yang tinggi dalam air laut, penapis seperti anthracite adalah antara barisan pertahanan akhir terbaik sebelum membran RO (8). Penapisan anthracite diketahui tidak terjejas oleh kemasinan - yang mungkin "berfaedah" apabila berurusan dengan air laut dan menghasilkan efluen berkualiti tinggi yang sesuai untuk membran RO. Walau bagaimanapun, ketara ialah dalam ujian ia kurang dapat mengeluarkan minyak dalam kepekatan melebihi 50 mg L-1.

Kajian teori telah mengkaji potensi menggunakan proses RO yang dibantu anthracite untuk menggantikan air sungai dalam bekalan industri, di mana perubahan iklim boleh menyebabkan kekurangan air. Satu kajian telah menunjukkan bahawa RO dibantu anthracite boleh berkesan untuk mengurangkan permintaan air sungai tempatan (dan sebaliknya mengambil air dari laut) di kilang keluli di Sepanyol (9).

Anthracite Membantu Penyahgaraman Dalam Dunia Membangun

Tidak seperti dunia maju, bekalan elektrik yang murah dan banyak tidak selalu terdapat di bahagian-bahagian tertentu di dunia membangun - tetapi di tempat-tempat ini di mana kekurangan bekalan air minuman yang boleh dirasakan paling teruk. Kaedah alternatif untuk penyahgaraman telah dibangunkan selama bertahun-tahun yang kurang bergantung kepada elektrik dan memihak kepada tenaga yang ditangkap dari matahari.

Kebolehpercayaan apa yang dipanggil 'solar stills' bergantung kepada perbezaan suhu yang mencukupi untuk mempengaruhi perubahan fasa, supaya air boleh mendidih (dan kemudian pekat) dan garam ditinggalkan. Apabila karbon aktif (serupa dengan anthracite) telah digunakan sebagai medium penapis berliang, kecekapan tenaga berbanding tiada penapisan sama sekali meningkat sebanyak 94% (10). Apabila digunakan dalam bentuk katil, dengan paip tembaga berjalan, anthracite telah terbukti sangat berkesan di kawasan ini, dengan peningkatan kecekapan sebanyak 48% tanpa penapisan jenis katil (11). Menariknya, sistem ini juga sangat sesuai untuk menyediakan air panas yang bersih dan selamat dalam kapasiti pemanasan daerah.

Ringkasan

  • Anthracite adalah salah satu bentuk karbon tertinggi arang batu, berlaku dengan tahap kesucian semulajadi yang tinggi
  • Sebagai hampir kimia sisipan, anthracite telah lama digunakan dalam aplikasi penapisan standard
  • Dengan penggunaan coagulant, penapisan anthracite sangat berkesan untuk pembersihan air masin
  • Dalam osmosis terbalik yang ditubuhkan, penyahgaraman dipertingkatkan oleh penapisan yang mencukupi oleh serbuk anthracite terlebih dahulu membran osmosis
  • Anthracite juga digunakan dalam banyak persekitaran penapisan bersalin tinggi yang lain, seperti dalam pengekstrakan pelarut-elektrokonin
  • Penapisan anthracite berguna untuk mengurangkan penggunaan tenaga dalam proses RO, dan boleh berguna untuk sumber air tercemar
  • Sebagai sebahagian daripada penyahgaraman solar, penapisan katil karbon berliang yang disediakan oleh anthracite meningkatkan kecekapan sistem

 

Pegmatite Afrika adalah pelombong terkemuka, pengilang dan pembekal anthracite berkualiti tinggi untuk aplikasi penapisan dan penyahgaraman. Menawarkan pelbagai pengalaman dan rangkaian produk yang paling luas, Pegmatite Afrika adalah pilihan semulajadi rakan industri untuk mana-mana projek.

Rujukan

1 S. Jeong dan S. Vigneswaran, Chem. Eng. J., 2013, 228, 976

2 S. Vigneswaran et al., Pemisahan dan Pembersihan Tech., 2016, 162, 171

3 S. Vigneswaran et al., Desalination, 2009, 247, 77

4 S. Chaturvedi dan P. N. Dave, Penyahkau , 2012, 303, 15

5 Jabatan Tentera Darat, Manual Teknikal PenyahpautanAir , Washington, D.C., 1986

6 C. P. Teo et al., Penyahwartaan dan Air Merawat., 2009, 3, 183

7 V. J. Subiela-Ortín et al., Processes, 2022, 10, 653

8 Z. Liu et al., Penyahgaraman, 2023, 564, 116780

9 E. Igos et al., J. Indust. Ecol., 2022, 26, 1182

10 S. Shoebi et al., Int. Mulakan. Pemindahan jisim haba, 2022, 138, 106387

11 H. Kargarsharifabad et al., Sust. Teknologi Tenaga. Menilai., 2022, 49, 101713