活性炭的再生方法

活性炭的再生方法1.热再生法加热再生法是发展史最长应用最广泛的一种再生方法。加热再生过程是利用吸附饱和活性炭中的吸附质能过在高温下从活性炭孔隙中解吸的特点，使吸附质在高温下解吸，从而使活性炭原来被堵塞的孔隙打开，恢复其吸附性能。施加高温后，分子振动能增加，改变其吸附平衡关系，使吸附质分子脱离活性炭表面进人气相。加热再生由于能够分解多种多样的吸附质而具有通用性，而且再生彻底，一直是再生方法的主流。加热再生有再生率高，再生时间短(颗粒炭30—60min，粉状炭几秒钟)等优点，但也有再生损失大(每次损失约3％一10％)，运转条件严格，操作费用大等缺点。2.生物再生法生物再生法是利用微生物将活性炭表面吸附的有机污染物降解。生物再生法与污水处理中的生物法相类似，也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小，有的只有几纳米，微生物不能进入这样的孔隙，通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象，即细胞酶流至胞外，而活性炭对酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，从而促进污染物分解，达到再生的目的。活性炭生物再生的设备和工艺均比较简单、且方法本身对活性炭无危害作用。但是有机物氧化速度缓慢、再生时问长，吸附容量的恢复程度有限，更重要的是对吸附质具有一定选择性，生物不能降解的吸附质不能应用此法。3.溶剂再生法溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂的pH值等条件，打破吸附平衡，将吸附质从活性炭上脱附下来。根据所用溶剂的不同，可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。前者用无机酸(H2SO4、HCl等)或碱(NaOH等)作为再生溶剂；后者用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂萃取吸附在活性炭上的吸附质。溶剂再生法一般比较适用于那些可逆吸附，如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强，往往一种溶剂只能脱附某些污染物，而水处理过程中的污染物种类繁多，变化不定，因此一种特定溶剂的应用范围较窄。溶剂再生法再生效率较低，只能达到60-70%，而且会带来二次污染，应用受到限制。4.电化学再生法电化学再生法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中加以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端成阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽，在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，吸附在活性炭上的污染物大部分被分解，小部分因电泳力作用发生脱附而使活性炭再生。电化学再生法操作方便且效率高、能耗低、炭损失少，受处理对象局限小，可以避免二次污染。但是。再生活性炭的吸附性能随再生次数的增加而略有下降。5.超临界流体再生法许多物质在常压常温下对某些物质的溶解能力极小,而在亚临界状态或超临界状态下却具有异常大的溶解能力。在超临界状态下,稍改变压力,溶解度会产生数量级的变化。利用这种性质,可以把超临界流体作为萃取剂,通过调节操作压力来实现溶质的分离,即超临界流体萃取技术。超临界流体(SCF)的特殊性质和其技术原理确定了它用于再生活性炭的可性性，二氧化碳的临界温度31℃,近于常温,临界压力(712MPa)不甚高,具有无毒、不可燃、不污染环境以及易获得超临界状态等优点,是超临界流体萃取技术应用中首选的萃取剂。通过理论分析和实验结果,证明SCF再生方法具有以下优点:(1)温度低,SCF吸附操作不改变污染物的化学性质和活性炭的原有结构,在吸附性能方面可以保持与新鲜活性炭一样;(2)在SCF再生中,活性炭无任何损耗;(3)SCF再生可以方便地收集污染物,利于重新利用或集中焚烧,切断了二次污染;(4)SCF再生可以将干燥、脱除有机物连续操作化,做到一步完成。6.微波辐射再生法当微波遇到不同材料时,会产生反射、吸收和穿透现象,这取决于材料的介电常数、介质损耗系数、比热、形状和含水量等特性。大多数导体能反射微波,所以在微波系统中,导体用来传播和反射微波能量;而绝缘体则可以将微波部分反射或被穿透;所以其吸收微波的功率小;介质的性能介于金属和绝缘体之间,具有吸收、穿透和反射微波的性能,故在微波加热系统中,被处理的物料通常是吸收微波能量的介质即有耗介质,或极性介质。微波加热技术的优越性主要表现在:(1)加热均匀,不需经过中间媒体,微波场中无温度梯度存在,故热效率高;(2)加热速度快,只需常规方法的1/100~1/10的时间就可以完成;(3)改善劳动环境和劳动作业条件;(4)由于微波能透入物料内部进行加热,物料的升温不依靠热介质由物料表面向里层传热,物料升温速度快,且由于物料表面物质的蒸发而使得物料表面温度略低于内部温度,使得整个物料的温度呈负的温度梯度状态(即内部温度高,外部温度低),与脱附时物料内的浓度梯度的方向一致。活性炭再生技术对比