فرایند جذب سطحی

زمان مورد نیاز برای مطالعه: 5 دقیقه

فرایند جذب سطحی :

بطور کلی جمع آوری مواد محلول در آب در داخل یک فاز جامد را فرایند جذب سطحی گویند. فرایند جذب سطحی را می توان برای جداسازی گازهای خاصی از هوا و یا هر گاز دیگری نیز به کار برد. لیکن در اینجا فقط به بررسی حذف مواد محلول در آب به کمک مواد جاذب می پردازیم.

یکی از مواد جاذب مشهور کربن فعال می باشد. از کربن فعال بطور معمول جهت حذف آلاینده های خاص استفاده می شود. بطور معمول این فرایند پس از پایان فرایندهای تصفیه متداول همچون فرایندهای بیولوژیکی و ته نشینی نهایی به کار می رود اما بعضاً بطور همزمان با فرایند بیولوژیکی هم قابل استفاده می باشد.

فرایند تولید کربن فعال :

کربن فعال را می توان از طریق برخی مواد آلی همچون پوست نارگیل، بادام، گردو و… تهیه نمود. بسیاری از محققان ایرانی و خارجی نیز بر روی تولید کربن فعال از بسیاری زائدات و مواد مختلف کار نموده اند. بطور مثال برگ درختان، خاک اره، زائدات جامد، پوست میوه ها، شلتوک. برای تولید کربن فعال مواد اولیه مذکور را تا حد گداختگی (بیش از 550 درجه سانتی گراد) حرارت می دهیم. در این شرایط باید مقدار اکسیژن را محدود سازیم تا تنها بخشی از مواد اولیه کربن دار اکسیدشوند. در این شرایط بخشی از مواد اولیه اکسید شده و ساختاری بسیار متخلخل را ایجاد می نماید. تخلخل زیاد می تواند منجر به ایجاد سطح وسیعی در ماده جاذب گردد.

مقدار تخلخل و ابعاد آن به نوع ماده اولیه ای که مورد استفاده قرار می گیرد بستگی دارد. هر چه میزان تخلخل افزایش یابد جاذب مرغوب تر بوده و قدرت جذب زیادتری هم خواهد داشت. کربن فعال به دو شکل گرانول و پودری تولید و مصرف می گردد. کربن فعال گرانوله ذراتی درشت بوده لیکن کربن فعال پودری ذرات بسیار ریز و پودری شکل می باشد.

کربن فعال دانه ای :

از این نوع کربن فعال در ستون هایی ثابت محبوس شده و با عبور آب از آنها برای حذف آلاینده ها استفاده می گردد. با توجه به فرایند جذب سطحی و شکل ستون بستر ثابت کربن فعال امکان ورود جامدات معلق به ستون کربن فعال و ایجاد گرفتگی در آن وجود دارد.قبل از آن باید فرایندهای ته نشینی و صاف سازی با کمک صافی های شنی پیش بینی گردد. همچنین باید پیش بینی های لازم جهت پس شویی و جلوگیری از گرفتگی ستون کربن فعال صورت پذیرد. ستون کربن فعال را می توان بطور مستقل، موازی و یا متوالی به کار بست بستر ثابت دارای افت فشار زیادی می باشد. لذا محققین برای رفع این مشکل از بسترهای متحرک استفاده نمایند.

در این بسترها مقدار کربن فعال گرانوله کمتر از بستر ثابت بوده لذا گرانول ها امکان حرکت کردن را دارند. در برخی موارد برای حرکت کردن گرانولها با کمک تزریق هوا به داخل ستون موجبات حرکت شدید ذرات گرانوله خواهد شد. در این گونه ستون ها گرفتگی بستر بسیار کم تر بوده و بعضاً مشکلی به نام گرفتگی بستر وجود ندارد. در این نوع ستون کربن فعال اشباع شده از ستون خارج و کربن تازه به داخل آن تزریق می گردد.

 

کربن فعال پودری :

این کربن را به پسآب تصفیه شده اضافه می کنند. پودر کربن فعال منجر به جذب آلاینده های باقی مانده در پسآب می گردد. کربن فعال پودری خود به عنوان یک الاینده آب محسوب می گردد، لیکن جداسازی آن از پساب خروجی الزامی است. بدین منظور می توان از فرایندهایی مثل صاف سازی با کمک صافی های شنی و یا انعقاد و لخته سازی نسبت به جداسازی پودر کربن فعال از پساب خروجی اقدام نمود.

بازیافت کربن فعال (فعال سازی مجدد):

استفاده از کربن فعال در فرایند جذب سطحی به شرطی اقتصادی می باشد که برنامه ای برای بازیافت کربن فعال اشباع شده در نظر گرفته شود. لازم به ذکر است که کربن فعال پس از مدتی استفاده از مواد آلی اشباع شده و دیگر امکان جذب ماده جدید را نخواهد داشت. لذا باید کربن فعال را از ستون کربن فعال خارج نمود و پس از فعال سازی مجدد آن را به ستون بازگرداند. برای فعال سازی کربن فعال اشباع شده می توان آن را مجدداً به داخل گروه باز گرداند. ظرفیت کربن فعال بازیافتی اندکی کمتر از کربن فعال تازه می باشد. در هر بار فعال سازی کربن فعال حدود 5 الی 10 درصد کربن فعال از بین رفته و باید کربن فعال جدید
جایگزین آن گردد.

 

 تحلیل فرایند جذب سطحی :

فرایند جذب سطحی در سه بخش کاملا مجزا انجام میگیرد :

  1. حرکت موادآلاینده به فصل مشترک فاضلاب و ماده جاذب:                                                                                 این عمل به کمک فرایندهای اختلاط صورت می گیرد و با مخلوط نمودن مناسب فاضلاب مواد به خوبی به آن فصل مشترک می رسند.
  2.  پخش شدن مواد آلاینده در مجموعه حفره های موجود در کربن فعال (تخلخل موجود در آن) و نهایتاً رسیدن آن به نواحی جذب در داخل کربن فعال.
  3.  جذب مواد آلاینده در محل هاي مخصوص جذب:

جذب مواد آلاینده در جاذب ها به دو صورت شیمیایی و جذب فیزیکی تقسیم میشود. به طور معمول تشخیص این دو جذب در کربن فعال مشکل است، لیکن برخی از مواد جاذب می تواند با برخی از آلاینده ها ترکیب شده و یا اصطلاحاً جذب شیمیایی شود. به طور مثال: جذب فرمالدوئید بر روی موی انسان یک جذب شیمیائی است. به طور معمول فرآیند جذب شیمیایی غیر قابل برگشت بوده، لذا بازیافت ماده جاذب در این زمینه غیر ممکن است.
در ابتدای شروع فرآیند جذب سطحی (جذب فیزیکی) مقدار جذب آلاینده و مقدار دفع آلاینده و مقداردفع آلاینده از سطح کربن فعال با یکدیگر برابر می شوند (به تعادل رسند)، در این حالت کربن فعال اشباع شده و تمام ظرفیت آن پر شده است. برای تحلیل فرآیند جذب از نظر ریاضی معادلات مختلفی همچون معادلات فروندلیخ، لانگمویر، رامت و تلر توسط محققین مختلف ارائه شده است. در میان تمام این معادلات، معادلات فروند لیخ و لانگمویر از همه پر کاربرد تر می باشد.

معادله فروند لیخ به قرار زیر است:

فرایند جذب سطحی

 

 

 

 

در این معادله نسبت M به m مقدار ماده جذب شده در واحد وزن جذب کننده وk و n ثابت هاب تجربی میباشد. برای تعیین ثابت های تجربی در این معادله می توان از آزمایشات عملی استفاده نمود. ثابتهای معادله فروند لیخ ابتدا باید معادله را خطی نمود. برای این امر از دو طرف معادله  Logمیگیریم.

فرایند جذب سطحی

 

Rate this post

مقالات پیشنهادی

فیلتر شنی

فیلتر شنی پکیج فیلتر شنی (sand filter) محصول شرکت دانش بنیان آبرام ، یک سازه پیش ساخته است برای کاهش کدورت و ذرات معلق آب(TSS). فیلتراسیون شنی یکی از مراحل تصفیه آب جهت شفاف سازی آب می باشد. معمولا از مخازن فولادی و FRP برای بستر فیلتر های شنی استفاده می شود. این مخازن به […]

تصفیه فاضلاب کشتارگاه دام

تصفیه فاضلاب کشتارگاه دام تصفیه فاضلاب کشتارگاه دام و حيوانات نشخواركننده به صورت جامد، مايع و گاز دفع مي گردند. در طي سال هاي گذشته، بخصوص قبل از انقلاب صنعتي، مواد دفعي اينگونه حيوانات به عنوان باروركننده و اصلاح كننده خاك در كشاورزي و باغباني مورد استفاده قرار مي گرفتند. آلاينده هاي بالقوه عمدتاً نيتروژن […]

مکان یابی تصفیه خانه

مکان یابی تصفیه خانه مکان یابی تصفیه خانه و  جانمايي واحدهاي مختلف از جمله مواردي است كه بيشتر با توجه به تجربه طراح و بر اساس موقعيت خاص تصفيه خانه و شرايط محل مورد نظر، انجام مي شود. ولي، يك سري نكات كلي وجود دارند كه لازم است مورد توجه قرار گيرد. البته مواردي كه از نظر هيدروليكي […]

آنالیز های فرآیند تغلیظ لجن

آنالیز های فرآیند تغلیظ لجن عملكرد يك تغليظ كننده با درصد مواد جامد در خروجي سنجيده مي شود. عامل غلظت نيز معياري در ميزان آنالیز های فرآیند تغلیظ لجن به دست آمده است و به صورت نسبت غلظت لجن تغليظ شده به غلظت لجن ورودي، تعريف مي شود. فرايند تغليظ ثقلي به pH حساس است. همچنين دما […]

روش اسمز معکوس در تصفیه آب

روش اسمز معکوس در تصفیه آب روش اسمز معکوس در تصفیه آب(Reverse Osmosis) یکی از شیوه‌های گسترده جداسازی است، که کاربری‌های مختلفی دارد. شیرین سازی آب دریا، جداسازی مواد آلی و سمی از پساب‌های صنعتی دو مورد مهم استفاده از این تکنولوژی می‌باشد. اسمز معکوس یکی از روش‌های اصلی شیرین سازی آب در کنار روش‌هایی […]

ته نشینی اولیه در تصفیه فاضلاب

ته نشینی اولیه در تصفیه فاضلاب : ته نشینی اولیه در تصفیه فاضلاب ، در فرآیند لجن فعال به مرحله ای در تصفیه فاضلاب گفته می شود که قبل از هوادهی اتفاق می افتد که به منظور تسهیل امر هوادهی اتفاق می افتد. ته نشینی اولیه در تصفیه فاضلاب شامل جداسازی ذرات سنگین تر از آب […]

مشکلات بهره برداری لجن فعال

مشکلات بهره برداری لجن فعال یکی از مشکلات بهره برداری لجن فعال تغییر در کیفیت لجن فعال است.  مهم ترین تغییرات فرایند مربوط به تغییر در رژیم غذایی حوض هوادهی است. که باعث تغییر در بارگذاری می شود که بهره بردار براحتی نمی تواند آنرا کنترل کند. زیرا این تغییرات بر پروفیل جذب اکسیژن در حوض […]

دبی جریان فاضلاب

دبی جریان فاضلاب دبی جریان فاضلاب یکی از شاخص های مهم در طراحی تصفیه خانه فاضلاب است که این شاخص با توجه به اطلاعات جمعیت شناختی تولید کننده فاضلاب تعیین می گردد. به طور متوسط برای طراحی تصفیه خانه فاضلاب شهری برای هر نفر حدود 100 تا 200 لیتر در شبانه روز مصرف آن در […]

طراحی سپتیک تانک

طراحی سپتیک تانک در طراحی سپتیک تانک باید دقت کنیم که تمامی موارد زیر را رعایت نماییم چراکه مکان یابی سپتیک در جنس و تمامی پارامتر های طراحی سپتیک اثر دارد و باید تمامی این قواعد لحاظ گردد:  محل انتخاب سبب ایجاد هیچ آلودگی برای چاه و چشمه و … نشود. در محل سیل و […]

رابطه افت هیزن ویلیامز

رابطه افت هیزن ویلیامز رابطه افت هیزن ویلیامز برای محاسبه افت فشار در لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد. رابطه افت هیزن ویلیامز و رابطه دارسی وایسباخ روابطی هستند که در طراحی تصفیه خانه ها آب و فاضلاب بسیار با اهمیت می باشند.  رابطه هيزن- ويليامز براي آب در دماي معمولي برابر است با: که […]

نظرات کاربران

ارسال دیدگاه
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید در وب سایت منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • مجموع دیدگاهها: 2
  • در انتظار بررسی: 1
  • انتشار یافته: 0

هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.

سوالی دارید؟ منتظر تماس شما هستیم

برای دریافت مشاورۀ رایگان، همین حالا با کارشناسان ما تماس بگیرید