La technologie du carbone activé en poudre, ou processus PACT, a d'abord été développée par DuPont. En ajoutant du carbone activé en poudre (PAC) au réacteur de boues activés, le processus utilise les caractéristiques d'adsorption du carbone activé et la capacité de dégradation des micro-organismes pour éliminer les composés difficiles à biodégrader, et peut atteindre l'effet du traitement avancé. Le carbone activé en poudre en tant que biofilm attaché de support peut maintenir une concentration élevée de boues, de sorte que la résistance à la charge d'impact du système est considérablement améliorée.
Débit et mécanisme du processus pacte
On peut voir à partir du tableau d'écoulement que le processus est essentiellement une méthode d'oxydation biologique d'adsorption du carbone activé sous forme de boues activées. La combinaison des avantages de l'adsorption du carbone activé et de l'action biochimique résout non seulement le problème de coût coûteux du carbone activé seul, mais rompt également la limitation que la méthode biologique seule ne convient que pour éliminer les polluants organiques.
Comme le montre la figure ci-dessous, le PAC en carbone activé en poudre peut être ajouté en continu ou par intermittence au réservoir d'aération en proportion, ou mélangé avec l'effluent du réservoir de sédimentation primaire avant d'entrer dans le système de traitement biochimique.
Depuis la naissance du processus PACT, le mécanisme de son action a été discuté en continu et il existe deux théories représentatives principales:
1, Adsorption - Dégradation - Régénération biologique - Readsorption, PAC et synergies microbiennes pour éliminer la matière organique
L'énorme surface fournie par le carbone activé peut adsorber la matière organique et l'oxygène dans l'eau. Les micro-organismes se fixent à la surface du PAC, les enzymes extracellulaires sécrétées et les centres actifs de certaines enzymes peuvent entrer dans les micropores de carbone activé, décomposer la matière organique réfractaire adsorbée en petites molécules, régénérer le site d'adsorption et restaurer la fonction d'adsorption de PAC. Après décomposition, la matière organique de petite molécule peut fournir des nutriments et de l'énergie aux micro-organismes, améliorer l'activité des micro-organismes et donc être plus propice à l'élimination de la matière organique. Il convient de mentionner que même si les molécules enzymatiques ne peuvent pas entrer dans les micropores, lorsque la matière organique des grands et moyens pores est dégradée, en raison de l'existence de la différence de concentration, la matière organique diffusée des micro-organismes aux grands et moyens, il peut également être dégradé par les micro-organismes.
2, superposition simple de dégradation microbienne et d'adsorption de carbone activé
Il va sans dire que cette théorie est clairement contraire à la théorie
1. Parce qu'après plusieurs cycles d'adsorption, le carbone activé saturé progressivement, la capacité d'adsorption a diminué et l'élimination de la matière organique a montré une tendance à la baisse, qui a indiqué que la surface PAC était saturée et qu'il n'y avait pas de régénération biologique. La méthode PACT est supérieure à la méthode des boues activées seule. En fait, quelle que soit la théorie 1 ou la théorie 3, la méthode PACT est supérieure à la méthode des boues activées seule, quelle que soit l'existence de la biorène de PAC:
L'oxydation biologique dépend de la concentration de matière organique, l'adsorption augmente la concentration de matière organique fixée à la surface des particules de carbone et rend la réaction plus approfondie.
PAC et les boues activées restent ensemble dans le réservoir d'aération, ce qui équivaut à l'âge des boues, et la matière organique réfractaire a plus de chances d'être dégradé;
Étant donné que le carbone adsorbe la matière organique réfractaire et les micro-organismes en même temps, le temps de contact entre les organismes et la matière organique est prolongé. De plus, l'adsorption des enzymes extracellulaires par PAC est également propice à la dégradation microbienne de la matière organique.
Application et attention du processus pacte
La méthode du PACT a été largement utilisée dans le traitement des eaux usées industrielles, telles que le raffinage d'huile, la pétrochimie, l'impression et la teinture des eaux usées, les eaux usées coke, le traitement des eaux usées chimiques biologiques, en raison de ses avantages dans l'économie et l'efficacité du traitement.
De plus, la méthode PACT pour le traitement des eaux usées municipales peut améliorer considérablement l'effet de nitrification, qui est meilleure que la méthode des boues activées, peut améliorer l'efficacité d'élimination globale du système et améliorer considérablement la qualité des effluents.
1, application du processus pacte dans les eaux usées industrielles
Le processus PACT est principalement appliqué au traitement réel des eaux usées industriels dans notre pays. Par exemple, l'utilisation du processus PACT pour traiter les eaux usées prétraitées PAM peut améliorer l'efficacité d'utilisation de l'oxygène, améliorer les performances de décantation des boues et éliminer plus de 80% de matière organique; Dans un parc de l'industrie chimique, des boues activées améliorées PAC ont été utilisées pour traiter les eaux usées chimiques complètes "trois hautes". L'effet d'élimination de la DCO a été presque doublé et le taux d'élimination du chrome a atteint 60-70%. L'utilisation du processus A2 / O (PACT) pour traiter la teinture et la teinture des eaux usées après hydrolyse et acidification peut efficacement améliorer l'effet de fonctionnement hivernal du système, renforcer l'effet de traitement du cycle benzène, un anneau épais, hétérocyclique et d'autres polluants organiques caractéristiques et favorisant considérablement l'élimination des substances macromoléculaires. Par exemple, une entreprise pharmaceutique nationale utilise le processus PACT pour traiter les eaux usées pharmaceutiques contenant du benzothiazole, et par rapport à la méthode des boues activées sans carbone activé, les taux d'élimination du TOC et de la COD par procédé pacte sont augmentés de 54,8% et 45,6% à 86. 13% et 76,34%, respectivement. La tolérance du système à la charge de choc a été améliorée et les bactéries dégradées de benzothiazole dans le système ont été dépistées.
2, l'application du processus PACT devrait faire attention aux problèmes:
(1) La sélection de matériaux d'équipement d'élimination des boues doit être envisagée. Le PACT ajoute du carbone activé en poudre au réservoir d'aération des boues activés, et les boues restantes déchargées sont des boues biologiques Pac - qui présente une résistance à l'abrasion, et possède des exigences élevées résistantes à l'usure sur le corps de la pompe, le corps du réservoir, la machinerie de grattage des boues du réservoir de sédimentation secondaire et l'équipement d'élimination des boues.
(2) En raison de la forte densité des boues produites par le processus, des limites de moment de torsion plus élevées devraient être adoptées dans la conception de machines de grattage de boues et d'équipement d'élimination des boues dans le réservoir de sédimentation secondaire.
(3) Lorsque la quantité de carbone est grande, l'eau de sortie contient des particules de PAC élevées, afin d'améliorer cette situation, il est recommandé d'utiliser le système SBR ou d'ajouter un filtre à trois étapes, ou d'utiliser une unité de séparation membranaire au lieu du réservoir de sédimentation secondaire.
(4) La capacité d'adsorption de PAC dans le système PACT est différente de celle prédite par le test d'adsorption isotherme intermittent, et les données pertinentes doivent être obtenues par test de traitement de l'écoulement continu pour la conception.
(5) Étant donné que la capacité d'adsorption de PAC est très forte, si elle est directement exposée à l'air, il est facile d'absorber les substances dans l'environnement environnant, de sorte que le site d'adsorption est occupé de défaillance de PAC, donc dans la production ou le test doit prêter attention au stockage étanche à l'air.
Avantages et inconvénients du processus pacte
1, améliorer l'effet d'élimination de l'azote total
2, dans le processus de traitement de l'eau, les bactéries nitrifiantes et les bactéries nitrifiantes peuvent oxyder l'azote de l'ammoniac dans l'eau pour azote nitrate, puis utiliser l'énergie fournie par la source de carbone sous l'action de la dénitrification des bactéries pour convertir l'azote nitrate en azote, afin d'atteindre l'élimination de l'azote dans les eaux usées. Le carbone activé peut améliorer l'activité des micro-organismes et augmenter la concentration des boues en absorbant les substances inhibites des bactéries nitrifiantes et des bactéries dénitrifiantes dans l'eau, améliorant ainsi l'effet d'élimination de l'azote total.
3, améliorer les performances de décantation des boues et les performances de déshydratation et augmenter la concentration de boues
Le carbone activé ajouté au système de boues, en tant que porteur de micro-organismes, est propice à la formation de flocs et à la propagation des micro-organismes. L'adsorption du carbone activé peut faire en sorte que le floculant et la matière organique se lient de plus près, la densité des boues augmente et les performances de décantation et les performances de déshydratation deviennent meilleures.
Améliorer le taux d'élimination des composés organiques difficiles à biodégrader
Dans le processus de boues activées, le temps de contact entre le polluant et le micro-organisme est le temps de séjour hydraulique, après quoi le polluant est déchargé du système. Dans le processus du PACT, la matière organique adsorbée par le carbone activé peut être circulant en continu dans le réservoir biologique et le réservoir de sédimentation avec les boues, et le temps de contact de ces matières organiques et des micro-organismes est équivalent à l'âge de la boue, de sorte que certains problèmes organiques difficiles à dégrader qui peuvent être biodégradés pendant un long temps.
Améliorer la stabilité du processus sous la charge d'impact
La capacité d'adsorption du carbone activé à une substance est étroitement liée à la concentration de la substance dans l'eau. Lorsque la concentration de polluants est élevée, le carbone activé augmente la quantité d'adsorption de polluants et réduit la concentration de polluants dans l'eau. Lorsque la concentration de polluants est faible, le carbone activé libère les polluants adsorbés dans les eaux usées par désorption pour augmenter la concentration de polluants dans l'eau. Par conséquent, le carbone activé peut jouer un rôle dans la régulation de la concentration de polluants dans le système et améliorer la stabilité du système. En particulier, il peut jouer un bon rôle protecteur pour certains micro-organismes qui ne résistent pas à la charge d'impact. En raison de l'amélioration de la résistance à la charge d'impact, il joue également un rôle favorable dans la domestication des biofacies des boues.
5, améliorer l'élimination des couleurs, éliminer les odeurs, le phénomène moussant
La couleur, l'odeur et la mousse dans les eaux usées chimiques du charbon sont causées par l'oxydation des composés organiques tels que les hétérocycles d'azote, les composés phénoliques et les séries de benzène. Le carbone activé peut adsorber sélectivement cette matière organique, afin qu'elle puisse améliorer l'élimination du chrome, éliminer les odeurs et le phénomène moussant. Bien sûr, le processus PACT présente également certains inconvénients objectifs, tels que l'adsorption du carbone activé saturé et les boues rejetées dans l'installation de traitement des boues, augmenteront la charge de traitement des boues; Dans le même temps, le carbone activé est libéré de boues, ce qui entraînera également un gaspillage de ressources. Il convient de mentionner que la technologie de régénération du carbone activé à ce stade peut régénérer le carbone activé dans les boues restantes et restaurer la capacité d'adsorption du carbone activé. En combinaison avec le processus PACT, le recyclage des boues peut être réalisé, qui a une grande perspective de développement.
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