活性炭的再生方法

2021-03-04 01:35:55 字數 3148 閱讀 2043

1、熱再生法: 熱再生是目前應用最多、工業上最成熟的活性炭再生方法,其原理是將溼炭用高溫氣體慢慢乾燥,在加熱過程中,被吸附的有機物..

1、熱再生法:

熱再生是目前應用最多、工業上最成熟的活性炭再生方法,其原理是將溼炭用高溫氣體慢慢乾燥,在加熱過程中,被吸附的有機物按其性質不同,通過水蒸氣蒸餾、解吸或熱分解這些過程,以解吸、炭化、氧化的形式從活性炭的基質上消除 。活性炭在再生過程中,根據加熱到不同溫度時有機物的變化,一般分為乾燥、高溫炭化及活化3 個階段 。熱再生操作簡單,成本低,但是其不能完全消除活性炭中的汙染物,並且吸附效能沒有得到很大的提高;同時由於所需溫度較高,燒失也較大,造成得率較低。

2、生物再生法:

生物再生是利用微生物將吸附在活性炭上的汙染物質氧化降解。微生物的分解效果在於:在活性炭顆粒周圍生長了一層嫌氣性生物膜,分解被吸附的高分子物質或者生物分解度低的物質。

通過這種作用使難於被吸附的分解產物解吸,再通過外側的好氣性微生物而被氧化。生物法簡單易行,投資和執行費用較低,但所需時間較長,受水質和溫度的影響很大。微生物處理汙染物的針對性很強,需特定物質專門馴化。

且在降解過程中一般不能將所有的有機物徹底分解成co2 和h2o,其中間產物仍殘留在活性炭上,積累在微孔中,多次迴圈後再生效率會明顯降低 。

3、濕式氧化再生法:

活性炭濕式氧化再生是在高溫高壓條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處於液相狀態下活性炭上吸附的有機物氧化分解成小分子的一種處理方法。濕式氧化再生法處理物件廣泛,反應時間短,再生效率穩定。利用失效炭本身氧化熱來維持反應系統溫度,再生過程中無需另外加熱。

但濕式再生氧化也存在不足:

1) 隨吸附種類不同,氧化難易程度相差很大,需選用催化劑,增加了成本;

2) 降低活性炭吸附效能,氧化液和廢氣需進一步處理;

3) 最佳氧化溫度不易控制;

4) 所需裝置需耐腐蝕、耐高壓。

4、溶劑萃取再生法:

溶劑萃取再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質三者之間的相平衡關係,通過改變溫度、溶劑的ph 值等條件,打破吸附平衡,使吸附質從活性炭上脫附下來。根據所用溶劑的不同可分為無機溶劑再生法和有機溶劑再生法。

1) 無機藥劑再生,是指用無機酸(硫酸、鹽酸) 或鹼(氫氧化鈉) 等藥劑使吸附質脫除,又稱酸鹼再生法。例如用氫氧化鈉溶液洗滌吸附高濃度酚的炭,脫附的酚以酚鈉鹽形式被**。吸附廢水中重金屬的炭也可用此法再生, 再生藥劑可使用hcl 等。

2) 有機溶劑再生, 採用乙醇、苯、丙酮及甲醇等有機溶劑,萃取吸附活性炭中的吸附質。例如吸附高濃度酚的炭、焦化廠煤氣洗滌廢水用活性炭處理後的飽和炭等均可用有機溶劑再生。溶劑再生法對於被吸附物質為大分子有機物質或分子結構中支鏈較多的有機物質來說,因「瓶頸效應」或「章魚效應」,溶劑再生效率較低。

在被吸附物種類較多、成分較為複雜時,通常需要幾種以上的萃取劑。另外,由於有些化學溶劑會腐蝕活性炭表面,破壞活性炭的細孔結構,降低活性炭的吸附容量和機械強度。

5、電化學再生法:

近年來,電化學高階氧化技術作為一種新發展的高階氧化技術因其處理效果好、操作簡便、環境友好等優點,引起了極大關注。該方法將活性炭填充在2 個主電極之間,在電解液中,加以直流電場,活性炭在電場作用下極化,一端成陽極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭的陰極部位和陽極部位可分別發生還原反應和氧化反應,吸附在活性炭上的汙染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發生脫附。

6、微波輻射再生法:

微波輻射再生法是在熱再生法基礎上發展起來的活性炭再生技術。活性炭所吸附的吸附質中大多數是強極性物質,它們比活性炭吸收微波的能力強,因此可以用熱解吸的方法來再生。在微波場中,活性炭中吸附的極性物質分子受到誘導而產生偶極轉向極化,將電磁場能轉化為熱能。

被吸附在孔道中的水和有機物質受熱揮發和炭化,使活性炭的孔道重新開啟。同時,活性炭本身要吸收微波而公升溫,燒失一部分炭,使孔徑擴大。微波再生活性炭作為一種高效、節能、省時的再生技術,顯示了巨大的潛力和優勢。

7、超聲波再生法:

超聲波再生是20 世紀90 年代發展起來的一項新技術。超聲波作用可以使吸附劑和吸附質之間的物理結合減弱。在水溶液中,由於超聲波的作用產生了高能的「空化泡」「, 空化泡」在溶液中不斷長大,爆裂成小氣泡,並在這些小氣泡內部和介面產生區域性高溫高壓,導致了h2o **成- oh 形式存在,同時產生了高壓衝擊波作用於吸附劑表面,使有機汙染物質通過熱分解和氧化作用得到有效的分離。

8、超臨界co2 萃取再生法:

物質的溫度和壓力高於其臨界溫度和臨界壓力時,稱為超臨界流體。超臨界流體萃取法再生活性炭是20 世紀70 年代末開始發展的一項新技術。scf 具有密度大、表面張力小、擴散係數大、溶解度大、傳質速率高、擴散效能好,與固體活性炭不相溶,且對活性炭表面存在活化作用等優點,是再生活性炭的理想溶劑。

依據scf 萃取原理,利用scf 作為溶劑,將吸附在活性炭上的有機物擴散並溶解於scf 之中。研究表明,超臨界co2 對活性炭的再生效果比較理想,在較溫和的條件下就可達到較理想的再生效率,並且經多次迴圈使用再生後,活性炭仍能保持較高的吸附效能。其不足之處是:

裝置投資大,執行成本高。

9、臭氧氧化再生法:

臭氧氧化再生法是用臭氧做氧化劑將吸附在活性炭上的有機物氧化分解,實現活性炭再生的方法。臭氧氧化再生會使活性炭表面酸性官能團增多,吸附苯酚的能力下降,所以必須找出合適的臭氧用量,在不改變活性炭表面化學性質的條件下,除去苯酚和其他氧化副產物。

10、光催化再生法:

tio2 光催化技術是近年發展起來的一種發展前景看好的環境友好氧化技術,其顯著特點是在借助光催化劑表面受光子激發產生的高活性強氧化劑·oh 自由基,將水體中絕大多數的有機及部分無機汙染物氧化,使其逐步氧化降解,最終生成co2 、h2o 等無害或低毒物質,從而實現活性炭的光催化再生。近年來,研究人員開展了許多tio2 光催化再生活性炭的研究,如:用tio2 光催化再生處理印染廢水的活性炭,可以使有機汙染物分解為h2o 和co2 ,光催化再生與印染廢水的濃度、ph 值以及其他鹽類和無機物有關 。

光催化再生型活性炭在其吸附達到飽和後,不需要其他步驟,直接在紫外光照射下即可實現原位再生,再生工藝簡單,裝置操作容易,生產規模可以隨意控制,且可以使用日光輻射,能耗低。因此,光催化再生的研究具有重要意義。其不足之處是:

耗時長,處理效果尚不十分令人滿意。

11、其他再生方法:

活性炭再生的目的即除去吸附質,恢復活性炭吸附效能。由於吸附質種類繁多,性質各異,從而決定了再生方法的多樣性。除上面介紹的幾種主要方法外,其他方法如:

放電高溫電加熱法、新型「相轉移」再生法、催化濕式氧化法、高頻脈衝再生法、浮選再生法、雙極性顆粒床電極法、紅外輻照再生、離子交換再生等都曾有過報道。

活性炭的再生方法

活性炭目前在環境保護,工業與民用方面己被大量使用,並且取得了相當的成效,然而活性炭在吸附飽合被更換後,使用單位均將其廢棄,掩埋或燒掉,造成資源的浪費和對環境的再汙染。活性炭吸附是乙個物理過程,因此還可以採用高溫蒸汽將使用過的活性炭內之雜質進行脫附,並使其恢復原有之活性,以達到重複使用的目的,具有明顯...

粉狀活性炭再生方法

再生是活性炭應用後的延伸工序,再生的方式隨應用的具體情況而不同 有的邊應用邊再生,即邊吸附邊解吸 有的多次應用,合併再生 有的分散應用,集中再生。再生方法可分為兩大類 1 加熱再生 a 熱空氣再生 以空氣為脫附載體。b 水蒸氣再生 低沸點溶劑用一般蒸汽,高沸點溶劑用過熱蒸汽。加熱再生是常用的方法,過...

活性炭的妙用

生活中到處都會接觸到活性炭 加油站販售活性炭口罩,據稱可以濾去空氣中的有毒物質 濾水器中利用活性炭,可將水中的色素與臭味除去 西藥房甚至販售裝有活性炭的膠囊,宣稱可以將吸收體內的毒素。為什麼活性炭如此神奇?讓我們由以下實驗來見識活性炭的 特異功能 吧!相關概念 混合物的分離 使用器材 玻璃棒1枝 燒...