使用過(guò)的活性炭幾種還原方法

1.藥劑洗脫的化學(xué)法

對于高濃度、低沸點(diǎn)的有機物吸附質(zhì)，應首先考慮化學(xué)法再生。

(1)無(wú)機藥劑再生。是指用無(wú)機酸(硫酸、鹽酸) 或堿(氫氧化鈉)等藥劑使吸附質(zhì)脫除，又稱(chēng)酸堿再生法。例如吸附高濃度酚的炭，用氫氧化鈉溶液洗滌，脫附的酚以酚鈉鹽形式被回收，再生工藝流程見(jiàn)圖1。吸附廢水中重金屬的炭也可用此法再生，這時(shí)再生藥劑使用HCl等。

(2)有機溶劑再生。用苯、丙酮及甲醇等有機溶利，萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)。再生工藝流程見(jiàn)圖2。例如吸附高濃度酚的炭也可用有機溶劑再生。焦化廠(chǎng)煤氣洗滌廢水用活性炭處理后的飽和炭也可用有機溶劑再生。

采用藥劑洗脫的化學(xué)再生法，有時(shí)可從再生液中回收有用的物質(zhì)，再生操作可在吸附塔內進(jìn)行，活性炭損耗較小，但再生不太徹底，微孔易堵塞，影響吸附性能的恢復率，多次再生后吸附性能明顯降低。

2 .生物再生法

利用經(jīng)過(guò)馴化培養的菌種處理失效的活性炭，使吸附在活性炭上的有機物降解并氧化分解成C02 和H20，恢復其吸附性能，這種利用微生物再生飽和炭的方法，僅適用于吸附易被微生物分解的有機物的飽和炭，而且分解反應必須徹底，即有機物最終被分解為C02和H20，否則有被活性炭再吸附的可能。如果處理水中含有生物難降解或難脫附的有機物，則生物再生效果將受影響。

近年來(lái)利用活性炭對水中有機物及溶解氧的強吸附特性，以及活性炭表面作為微生物聚集繁殖生長(cháng)的良好載體，在適宜條件下，同時(shí)發(fā)揮活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，這種協(xié)同作用的水處理技術(shù)稱(chēng)為生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC)。這種方法可使活性炭使用周期比通常的吸附周期延長(cháng)多倍，但使用一定時(shí)期后，被活性炭吸附而難生物降解的那部分物質(zhì)仍將影響出水水質(zhì)。因此在飲用水深度處理運行中，過(guò)長(cháng)的活性炭吸附周期將難以保證出水水質(zhì)，定期更換活性炭是必須的。

3.濕式氧化法

這種再生法通常用于再生粉末活性炭，如為提高曝氣池處理能力投加的粉末炭。將吸附飽和的炭漿升溫至200～250℃，通入空氣加壓至(300～700) X104P，，在反應塔內被活性炭吸附的有機物在高溫高壓下氧化分解，使活性炭得到再生。再生后的炭經(jīng)熱交換器冷卻后，送入儲炭槽再回用。有機物碳化后的灰分在反應器底部集積后定期排放。

濕式氧化法適宜處理毒性高、生物難降解的吸附質(zhì)。溫度和壓力須根據吸附質(zhì)特性而定，因為這直接影響炭的吸附性能恢復率和炭的損耗。這種再生法的再生系統附屬設施多，所以操作較麻煩。

4. 電解氧化法

利用電解時(shí)產(chǎn)生的新生態(tài)[O]，[C1]等強氧化劑，使活性炭吸附的有機物氧化分解。但在實(shí)際運行中，存在金屬電極腐蝕、鈍化、絮凝物堵塞等問(wèn)題。而不溶性電極--石墨存在體積大、電阻高、耗電大等缺點(diǎn)，因此尚未見(jiàn)在實(shí)踐中應用。

5. 加熱再生法

根據有機物在加熱過(guò)程中分解脫附的溫度不同，加熱再生分為低溫加熱再生和高溫加熱再生。

(1)低溫加熱再生法。對于吸附沸點(diǎn)較低的低分子碳氫化合物和芳香族有機物的飽和炭，一般用 100～200℃蒸汽吹脫使炭再生，再生可在吸附塔內進(jìn)行。脫附后的有機物蒸汽經(jīng)冷凝后可回收利用。常用于氣體吸附的活性炭再生。蒸汽吹脫方法也用于啤酒、飲料行業(yè)工藝用水前級處理的飽和活性炭再生。

(2)高溫加熱再生法。在水處理中，活性炭吸附的多為熱分解型和難脫附型有機物，且吸附周期長(cháng)。高溫加熱再生法通常經(jīng)過(guò)850℃高溫加熱，使吸附在活性炭上的有機物經(jīng)碳化、活化后達到再生目的，吸附恢復率高、且再生效果穩定。因此，對用于水處理的活性炭的再生，普遍采用高溫加熱法。

經(jīng)脫水后的活性炭，加熱再生全過(guò)程一般需經(jīng)過(guò)下述3個(gè)階段。

(1)干燥階段。將含水率在50%～86%的濕炭，在100-150℃溫度下加熱，使炭粒內吸附水蒸發(fā)，同時(shí)部分低沸點(diǎn)有機物也隨之揮發(fā)。在此階段內所消耗熱量占再生全過(guò)程總能耗的50%一 70%。

(2)焙燒階段，或稱(chēng)碳化階段。粒炭被加熱升溫至150～700℃。不同的有機物隨溫度升高，分別以揮發(fā)、分解、碳化、氧化的形式，從活性炭的基質(zhì)上消除。通常到此階段，再生炭的吸附恢復率已達到 60%～85%。

(3)活化階段。有機物經(jīng)高溫碳化后，有相當部分碳化物殘留在活性炭微孔中。此時(shí)碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性氣體進(jìn)行氣化反應，使殘留碳化物在850℃左右氣化成C02，CO等氣體。使微孔表面得到清理，恢復其吸附性能。

殘留碳化物與氧化性氣體的反應式如下：

C + O2 → CO2↑

C + H2O → CO↑+H2↑

C + CO2 → 2CO↑

高溫再生過(guò)程中，氧對活性炭的基質(zhì)影響很大，因此必須在微正壓條件下運行。過(guò)量的氧將使活性炭燒損灰化，而過(guò)低的氧量又將影響爐內溫度和再生效果。因此，一般的高溫加熱再生爐內對氧必須嚴格控制，余氧量小于1%，CO含量為2.5%左右，水蒸汽注入量為0.2-1 kg/kg活性炭(根據爐型確定)。

活性炭再生設備的優(yōu)劣主要體現在：吸附恢復率、炭損率、強度、能量消耗、輔料消耗、再生溫度、再生時(shí)間、對人體和環(huán)境的影響、設備及基礎投資、操作管理檢修的繁簡(jiǎn)程度。

此外，任何活性炭高溫加熱再生裝置中都需要妥善解決的是防止炭粒相互粘結、燒結成塊并造成局部起火或堵塞通道，甚至導致運行癱瘓的現象。

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