Filtracja węglowa

Kontrola nad parametrami jakościowymi wody jest możliwa tylko wtedy, kiedy mamy możliwość kontrolowania i korekty procesu na każdym jego etapie. Procesem dekarbonizacji i koagulacji regulujemy poprzez odpowiednie dozowanie np. mleka wapiennego czy koagulanta, z kolei na jakość filtratu po filtrach [AS1] żwirowych wpływamy poprzez długość cyklu pracy. Jak zatem wpływać na filtrację węglową, skoro zachodzące procesy adsorpcji związków organicznych są w warunkach prowadzenia procesu nieodwracalne. Z reguły filtr węglowy po 3-6 miesiącach pracy ciągłej, nie obniża już związków organicznych w uzdatnianym strumieniu. Jonity na stacji demineralizacji mające na celu usuwać przede wszystkim jony rozpuszczone, przejmują rolę filtra węglowego i muszą usuwać organikę kosztem swojej żywotności i pojemności jonowej.
 

Recepta

Jak zmienić taką kolej rzeczy? Wielkiego wyboru nie mamy, żywice syntetyczne przeznaczone do pochłaniania z wody związków organicznych, stosowanie odporniejszych żywic na stacji demineralizacji lub profilaktycznie solankowanie żywic anionitowych. Można również wykorzystać wycofane z ciągów demineralizacyjnych masy anionitowe i zastosować je zamiast klasycznego węgla aktywnego w filtrze węglowym. Takie właśnie podejście zrealizowano na stacji uzdatnia wody w Grupie LOTOS S.A.

Masy anionitowe zamiast klasycznego węgla aktywnego
Ze względu na inny rodzaj złoża, należało wpierw dostosować zbiornik filtra węglowego dla nowego wypełnienia. W tym celu została zrobiona nowa wykładzina chemoodporna. Wymieniono dysze i część orurowania – mająca kontakt z chemikaliami wspomagającymi solankę.

Cykl chlorkowy

Praca i regeneracja adsorbera odbywa się w cyklu chlorkowym. Regeneracja jonitu przeprowadzana jest za pomocą ok. 10% solanki (NaCl) z dodatkiem ługu sodowego. Jest to typowa mieszanka używana do czyszczenia żywic anionitowych z zanieczyszczeń organicznych. Filtr zasypano 12 m3 mieszanki słabej i silnej masy anionitowej. Wysokość złoża ok. 1 m, średni przepływ objętościowy przez złoże 100-120 m3/h a liniowy 2,2·10-3-2,6·10-3 m/s.

Porównanie pracy zużytego jonitu i jonitu do pochłaniania związków organicznych

Przed wprowadzeniem rozwiązania na pełną skalę, dokonano porównania zdolności adsorpcyjnej zużytej mieszanki anionitu słabo i mocno zasadowego oraz typowego scavengera związków organicznych (polistyren sieciowany dwuwinylobenzenem, anionit typu I o rozwiniętej strukturze makroporowatej). Przez okres 3 miesięcy prowadzono adsorpcję w małych kolumnach (d=70 mm h=600 mm).

Zaskoczeniem były efekty jakie uzyskano na jonicie w porównaniu z żywicą dedykowaną do takiego zadania (rys. 1). Dla dwóch pełnych cykli – około 50-dniowych – jonit przez 23 dni redukował ponad 50% związków organicznych. Przez 41 dni było to już 45%, a w następnych 49 dniach nie mniej niż 40%. Głębokość redukcji jonitu była bardzo zbliżona do efektywności żywicy porównawczej.

fot,: Grupa LOTOS

Cały artykuł został zamieszczony w magazynie Chemia Przemysłowa 4-5/2014