सक्रिय कार्बन का सोखना सिद्धांत

सक्रिय कार्बन का परिचय

सक्रिय कार्बन एक काला पाउडर या दानेदार कार्बन सामग्री है। सक्रिय कार्बन की संरचना में माइक्रोक्रिस्टलाइन कार्बन की अनियमित व्यवस्था के कारण, क्रॉस-कनेक्शन के बीच छिद्र होते हैं, और सक्रियण के दौरान कार्बन संरचना दोष उत्पन्न होंगे, इसलिए यह कम थोक घनत्व वाला एक प्रकार का झरझरा कार्बन है और बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र। फिल्टर की मुख्य सामग्री।

सक्रिय कार्बन का उत्पादन

सक्रिय कार्बन का मुख्य कच्चा माल लगभग सभी कार्बन - समृद्ध कार्बनिक पदार्थ हो सकता है, जैसे कोयला, लकड़ी, फलों का खोल, नारियल का खोल, अखरोट का खोल, खुबानी का खोल, बेर का खोल, आदि। इन कार्बनयुक्त पदार्थों को परिवर्तित किया जाता है उच्च तापमान पर पायरोलिसिस द्वारा सक्रिय कार्बन और एक सक्रियण भट्टी में कुछ दबाव। इस सक्रियण प्रक्रिया के दौरान, एक विशाल सतह क्षेत्र और एक जटिल छिद्र संरचना धीरे-धीरे बनती है, और तथाकथित सोखना प्रक्रिया इन छिद्रों में और इन पर की जाती है। सक्रिय कार्बन में छिद्रों के आकार का सोखना पर एक चयनात्मक सोखना प्रभाव होता है, जो कि मैक्रोमोलेक्यूलस सक्रिय कार्बन के छिद्रों में प्रवेश नहीं कर सकता है, जो इसके छिद्रों से छोटा है। सक्रिय कार्बन एक हाइड्रोफोबिक सोखना है जो कच्चे माल के रूप में कार्बन आधारित - सामग्री से बना होता है, जो उच्च तापमान पर कार्बोनेटेड और सक्रिय होता है। सक्रिय कार्बन में बड़ी संख्या में माइक्रोप्रोर्स होते हैं और इसमें एक विशाल सतह क्षेत्र होता है, जो प्रभावी रूप से रंग और गंध को हटा सकता है, और कुछ जहरीले भारी धातुओं सहित माध्यमिक अपशिष्ट में अधिकांश कार्बनिक प्रदूषकों और कुछ अकार्बनिक पदार्थों को हटा सकता है।

सक्रिय कार्बन का सिद्धांत

1) फ़िल्टरिंग सिद्धांत

सक्रिय कार्बन फिल्टर पानी में निलंबित अवस्था में प्रदूषकों को रोकने की एक प्रक्रिया है, और अवरोधित निलंबित पदार्थ सक्रिय कार्बन के बीच अंतराल को भरता है। सक्रिय कार्बन सामग्री के कण आकार में वृद्धि के साथ फिल्टर परत का छिद्र आकार और छिद्र बढ़ता है। अर्थात्, सक्रिय कार्बन के कण आकार जितना मोटा होगा, उतना ही बड़ा स्थान जो निलंबित ठोस पदार्थों को समायोजित कर सकता है। यह बढ़ी हुई निस्पंदन क्षमता, बढ़ी हुई गंदगी धारण क्षमता और बढ़ी हुई गंदगी अवरोधन के रूप में प्रकट होता है। उसी समय, सक्रिय कार्बन फिल्टर परत के छिद्र जितने बड़े होते हैं, पानी में निलंबित ठोस पदार्थ उतने ही गहरे सक्रिय कार्बन फिल्टर परत की अगली परत में ले जाया जा सकता है। पर्याप्त सुरक्षा मोटाई की स्थिति के तहत, निलंबित ठोस को अधिक बनाए रखा जा सकता है, जिससे मध्यम और निचली फिल्टर परतें अधिक कुशल हो जाती हैं। अवरोधन कार्य अच्छी तरह से किया जाता है, और इकाई के प्रदूषक अवरोधन की मात्रा बढ़ जाती है।

कड़ाई से बोलते हुए, निलंबित ठोस के लिए सक्रिय कार्बन की अवधारण क्षमता सक्रिय कार्बन द्वारा प्रदान किए गए सतह क्षेत्र से आती है। जब प्रवाह दर कम होती है, तो इकाई की निस्पंदन क्षमता मुख्य रूप से सक्रिय कार्बन के स्क्रीनिंग प्रभाव से आती है, और जब प्रवाह दर तेज होती है, तो निस्पंदन क्षमता सक्रिय कार्बन कणों की सतह पर सोखने के प्रभाव से आती है। आसंजन जितना मजबूत होगा।

2) सोखना का सिद्धांत

सोखना प्रक्रिया के दौरान सक्रिय कार्बन अणुओं और प्रदूषक अणुओं के बीच विभिन्न बलों के अनुसार, सोखना को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: भौतिक सोखना और रासायनिक सोखना (जिसे सक्रिय सोखना भी कहा जाता है)। सोखने की प्रक्रिया में, जब सक्रिय कार्बन अणुओं और प्रदूषक अणुओं के बीच बल वैन डेर वाल्स बल (या इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण) होता है, तो इसे भौतिक सोखना कहा जाता है; जब सक्रिय कार्बन अणुओं और प्रदूषक अणुओं के बीच का बल रासायनिक बंधन होता है, तो इसे रसायन विज्ञान कहा जाता है। . भौतिक सोखना की सोखना ताकत मुख्य रूप से सक्रिय कार्बन के भौतिक गुणों से संबंधित है, और सक्रिय कार्बन के रासायनिक गुणों से इसका कोई लेना-देना नहीं है। वैन डेर वाल्स बल कमजोर होने के कारण प्रदूषक अणुओं की संरचना पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है। यह बल अंतर-आणविक सामंजस्य बल के समान है, इसलिए भौतिक सोखना की तुलना ढेर घटना से की जा सकती है। भौतिक सोखने पर प्रदूषकों के रासायनिक गुण अपरिवर्तित रहते हैं।

मजबूत रासायनिक बंधन के कारण, प्रदूषक अणुओं की संरचना पर इसका बहुत प्रभाव पड़ता है, इसलिए रसायन विज्ञान को रासायनिक प्रतिक्रिया के रूप में माना जा सकता है, जो प्रदूषकों और सक्रिय कार्बन के बीच रासायनिक संपर्क का परिणाम है। रसायनिक अधिशोषण में सामान्यतया साधारण गड़बड़ी या कमजोर ध्रुवीकरण के बजाय इलेक्ट्रॉन जोड़ी साझाकरण या इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण शामिल होता है, और यह एक अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया है। भौतिक अधिशोषण और रसायन अधिशोषण के बीच मूलभूत अंतर वह बल है जो अधिशोषण बंधन बनाता है।

सोखना प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें प्रदूषक अणु ठोस सतह पर सोख लिए जाते हैं, और अणुओं की मुक्त ऊर्जा कम हो जाएगी। इसलिए, सोखना प्रक्रिया एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है, और जारी गर्मी को ठोस सतह पर प्रदूषक की सोखना गर्मी कहा जाता है। भौतिक सोखना और रासायनिक सोखना की विभिन्न शक्तियों के कारण, वे सोखना गर्मी, सोखना दर, सोखना सक्रियण ऊर्जा, सोखना तापमान, चयनात्मकता, सोखना परत संख्या और सोखना स्पेक्ट्रम में कुछ अंतर दिखाते हैं।

चीन में कई वर्षों से सक्रिय कार्बन सोखना तकनीक का उपयोग दवा, रसायन और खाद्य उद्योगों के शोधन और विघटन में किया जाता रहा है। इसका उपयोग 1970 के दशक से औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार के लिए किया जाता रहा है। उत्पादन अभ्यास से पता चलता है कि सक्रिय कार्बन में पानी में कार्बनिक प्रदूषकों का पता लगाने के लिए उत्कृष्ट सोखना होता है, और इसका कपड़ा छपाई और रंगाई, डाई रासायनिक उद्योग, खाद्य प्रसंस्करण और जैविक रासायनिक उद्योग जैसे औद्योगिक अपशिष्ट जल पर अच्छा सोखना प्रभाव पड़ता है। सामान्य परिस्थितियों में, इसमें अपशिष्ट जल में बीओडी और सीओडी जैसे व्यापक संकेतकों द्वारा दर्शाए गए कार्बनिक यौगिकों को हटाने की एक अनूठी क्षमता होती है, जैसे सिंथेटिक डाई, सर्फेक्टेंट, फिनोल, बेंजीन, ऑर्गेनोक्लोरीन, कीटनाशक और पेट्रोकेमिकल उत्पाद। इसलिए, सक्रिय कार्बन सोखना धीरे-धीरे औद्योगिक अपशिष्ट जल के माध्यमिक या तृतीयक उपचार के मुख्य तरीकों में से एक बन गया है।

सोखना एक पदार्थ की धीमी -अभिनय प्रक्रिया है जो दूसरे की सतह से जुड़ती है। अधिशोषण एक अंतःक्रियात्मक घटना है, जो पृष्ठ तनाव और पृष्ठ ऊर्जा में परिवर्तन से संबंधित है। दो ड्राइविंग क्षमताएं हैं जो सोखना का कारण बनती हैं, एक है हाइड्रोफोबिक पदार्थों के लिए विलायक पानी का प्रतिकर्षण, और दूसरा है ठोस पदार्थों का विलेय के प्रति आकर्षण। अपशिष्ट जल उपचार में अधिकांश सोखना इन दोनों बलों के संयुक्त प्रभाव का परिणाम है। सक्रिय कार्बन का विशिष्ट सतह क्षेत्र और छिद्र संरचना सीधे इसकी सोखने की क्षमता को प्रभावित करती है। सक्रिय कार्बन का चयन करते समय, इसे अपशिष्ट जल की गुणवत्ता के अनुसार प्रयोगों के माध्यम से निर्धारित किया जाना चाहिए। अपशिष्ट जल की छपाई और रंगाई के लिए विकसित संक्रमण छिद्रों वाली कार्बन प्रजातियों का चयन किया जाना चाहिए। इसके अलावा, राख सामग्री का भी प्रभाव पड़ता है। राख सामग्री जितनी छोटी होगी, सोखना प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा; सोखना अणु का आकार कार्बन छिद्र व्यास के जितना करीब होता है, सोखना उतना ही आसान होता है; सोखना सांद्रता सक्रिय कार्बन की सोखने की क्षमता को भी प्रभावित करती है। एक निश्चित सांद्रता सीमा के भीतर, सोखने की क्षमता में वृद्धि के साथ सोखने की क्षमता बढ़ जाती है। इसके अलावा, पानी का तापमान और पीएच भी एक भूमिका निभाते हैं। पानी के तापमान में वृद्धि के साथ सोखना क्षमता कम हो गई।