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柱状活性炭如何再生的几种方法?

作者:柱状活性炭 日期:2018-07-13 9:40:40 人气:

柱状活性炭如何再生的几种方法

怎样让柱状活性炭“重获新生”,其实说白了就是把已经使用过的柱状活性炭放进炭化炉里进行高温活化,让使用过的柱状活性炭把已经吸附饱和的杂质和其他物质经过高温给释放出来,把使用过的柱状活性炭内部的微孔经过高温打开,重新获取发达的空隙结构,恢复吸附性能,下面小编为大家介绍几种再生柱状活性炭的方法:

1.热再生法

热再生法是目前应用最广泛,技术最成熟的再生方法。它是指通过外部加热、升高温度来提高吸附质分子的振动能,使吸附平衡关系发生改变,实现将吸附质从柱状活性炭中脱附或是热分解的方法。在水处理中,有机类吸附质种类众多,它们在加热升温的过程中,由于物理化学性质存在差异,脱附程度和分解程度均有一定差异。

2.超声波再生法

由于柱状活性炭热再生需要将全部柱状活性炭、被吸附物质及大量的水份都加热到较高的温度,有时甚至达到汽化温度,因此能量消耗很大,且工艺设备复杂。其实,如在柱状活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物质得到足以脱离吸附表面,重新回到溶液中去的能量,就可以达到再生柱状活性炭的目的。超声波再生就是针对这一点而提出的。超声再生的最大特点是只在局部施加能量,而不需将大量的水溶液和活性炭加热,因而施加的能量很小。

经超声波再生后,再生排出液的温度仅增加2~3℃。每处理1L活性炭采用功率为50W的超声发生器120min,相当于每m3活性炭再生时耗电100kWh,每再生一次的活性炭损耗仅为干燥质量的0.6%~0.8%,耗水为活性炭体积的10倍。但其只对物理吸附有效,再生效率仅为45%左右,且活性炭孔径大小对再生效率有很大影响。

柱状活性炭再生流程图

3.电化学再生法

这种方法主要是把已经使用之后的柱状活性炭填充在两个电极之间,并且让在电解液中,附加直流电场,这样可以让柱状活性炭在这样的环境中产生极化,一端成为阳极,而另一端则呈现阴极,在这样的一个小环境中,就会形成一个微电解槽。此时在柱状活性炭的阳极和阴极区域,一段会发生氧化反应,而另一端则会发生还原反应,而此时柱状活性炭上的吸附物(大多为污染物)则会分解,还有一些会脱附。

在电场作用下,在电化学反应器中吸附质、柱状活性炭和电解液组分在阳极上进行氧化反应,在阴极上进行还原反应。吸附质被氧化、还原或脱附,实现柱状活性炭再生。电化学法能将非生物降解有机物转化为可生物降解有机物,再生效率可高达100%且再生时间短。但针对不同吸附质需安排不同的再生过程;再生后柱状活性炭也需洗涤与烘干,操作较复杂,增加额外能耗;电解液废液处理不当会产生二次污染。

4.超临界流体再生法

这种方法的要求比较高,通常情况下,活性炭氧化则会变为一氧化碳或者是二氧化碳,而最佳的临界点温度为310度。当然在使用了HCI溶液之后,效果会更好,活性炭的情况会有明显的改变。当然这种方法需要根据不同的情况去做不同的判定,毕竟活性炭吸附的物质不同,需要做的工作也是不一样的,比如说活性炭没有被烘干,那么再生的时间就需要延长,这种方法的特点是再生效率非常高。

超临界流体再生法在CO2的临界点附近,对氨基苯磺酸而言,CO2超临界流体法再生的最佳温度为308K,当温度超过308K时,再生不受影响;当流速大于1.47×10-4m/s时,流速不影响再生;用HCl溶液处理后,会使活性炭再生效果明显改善。对苯而言,再生效率在低压下随温度的下降而降低;在16.0MPa压力时的最佳再生温度为318K;在实验流速下,再生效率会随流速加快而提高。超临界流体再生法特点是再生效率的变化很大;对未被烘干的活性炭,则需要延长其再生时间。

5.容积再生法

在已经使用过的活性炭中,柱状活性炭、溶剂和被吸附物质,三者之间存在着一种微妙的平衡,这样的平衡会保证活性炭的吸附能力很强,但是如果通过改变周围的问题,或者是溶液的PH值,则可以轻易打破这个平衡,此时柱状活性炭就无法强力吸附污染物质了,而污染物质也会从柱状活性炭上脱附,进而达到柱状活性炭再生的效果。

6.生物再生法

生物法再生是指利用经过驯化培养的微生物处理吸附饱和的柱状活性炭,使吸附在柱状活性炭表面的吸附质被微生物降解为CO2和H2O,从而恢复柱状活性炭的吸附容量,达到重复使用的目的。微生物再生法的效率主要与吸附质的种类相关,仅适用于易于被生物分解、具有吸附可逆性,且容易脱附的有机物作为吸附质的情况。由微生物解析下来的有机物必须可以一步分解成CO2和H2O,然而矿化对于生物过程而言是非常困难的,如果不能矿化,那么降解的中间产物仍可能被柱状活性炭再吸附,使再生不够彻底,长时间累积吸附中间产物会降低柱状活性炭的吸附性能,导致最后需要热再生进行修复。由于许多污染物都是难生物降解,对生物产生较大的毒性,再生过程对水质和水温的要求也较高,并且再生所需周期较长,所以生物再生法的应用受到了限制。

要想让柱状活性炭达到重复利用就使用活性炭再生的方法,这样就可以避免了二次污染,还可以让企业得到实惠,降低大部分的成本了。

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