活性炭脫附方法

1.?1?升溫脫附物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的,將吸附劑的溫度升高,可以使已被吸附的組分脫附下來(lái),這種方法也稱為變溫脫附,整個(gè)過(guò)程中的溫度是周期變化的。微波脫附是由升溫脫附改進(jìn)的一種技術(shù),微波脫附技術(shù)已應(yīng)用于氣體分離、干燥和空氣凈化及廢水處理等方面。在實(shí)際工作中,這種方法也是最常用的脫附方法。微波加熱主要還是依靠加熱再生，故具有傳統(tǒng)加熱的對(duì)吸附質(zhì)基本無(wú)選擇性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與傳統(tǒng)的熱再生方法相比，微波再生技術(shù)還有效率高、加熱均勻且快、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于微波對(duì)人體有害，暫時(shí)無(wú)法投人工業(yè)生產(chǎn)。

1.2?磁化脫附由于單分子水的性質(zhì)比簇團(tuán)中的水分子活潑得多,能充分顯示它的偶極子特性[3?]?,從而使水的極性增強(qiáng)。預(yù)磁處理能增大水的極性,這就能充分解釋經(jīng)過(guò)預(yù)磁處理后活性炭的吸附容量減小的現(xiàn)象。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增大時(shí),分離出的單個(gè)水分子越多,則阻礙作用就越大,從而吸附容量減小得也就越多?；钚蕴勘旧頌榉菢O性物質(zhì),活性炭的表面由于活化作用而具有氧化物質(zhì),且吸附劑是在濕空氣條件下活化而成,它使活性炭的表面氧化物質(zhì)以酸性氧化物占優(yōu)勢(shì),從而使活性炭具有極性,能夠吸附極性較強(qiáng)的物質(zhì)。由于這些帶極性的基團(tuán)易于吸附帶極性的水,從而阻礙了吸附劑在水溶液中吸附非極性物質(zhì)。這種方法常用于溶液中對(duì)吸附質(zhì)的脫附。

1.3分解氧化像水處理之類含有多組分有機(jī)物或含有較多高分子量或高沸點(diǎn)組分的場(chǎng)合，水處理炭再生大多使用“使被吸附物質(zhì)(有機(jī)物)分解或氧化脫除”的方法，此法主要有下列幾種：(1)在高溫下用氧化性氣體(02、H20、C02)氧化。(2)用微生物氧化分解。(3)其他的液相氧化方法，如濕式空氣氧化、超臨界流體萃取法或用H202等氧化劑的氧化法。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，使用H202氧化再生效果更好。

例子1活性炭生物再生法?最早由Westvaco公司做過(guò)在嫌氣條件下進(jìn)行活性炭的微生物再生試驗(yàn)，F(xiàn)ram公司提出?了可將微生物分解作用用作水處理活性炭再生工藝。

例如：將好氣性污泥混合液通人用于處理毛紡織印染廢水的活性炭吸附塔，使得活性炭去除COD的性能恢復(fù)得很好。Weber等人通過(guò)大量試驗(yàn)證明并提出了活性炭表面生物膜具有再生效果(見(jiàn)圖8—2)，并觀察到活性炭吸附塔使用壽命延長(zhǎng)五倍多，因此將此效果稱為活性炭吸附塔內(nèi)再生，這種微生物分解有機(jī)物的效果與活性炭吸附有機(jī)物的效果具有協(xié)同作用，在活性炭膜連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，活性炭處理過(guò)程與再生過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，即邊吸附、邊解吸、邊降解，構(gòu)成了吸附與降解的協(xié)同過(guò)程。不過(guò)，生物再生法只能使失效的活性炭得以再生，難以生化的物質(zhì)仍會(huì)積累于活性炭孑L內(nèi)，最終導(dǎo)致其喪失吸附能力。

盡管如此，多少年來(lái)人們一直在努力推進(jìn)生物再生法(Bio．regenerative?processof?acficarbon)的工業(yè)應(yīng)用，因?yàn)榇朔ê?jiǎn)單易行，便于管理，節(jié)省能源，減少炭耗，降低水處理成本。?

例子2活性炭濕式氧化再生法有哪些特點(diǎn)與應(yīng)用??活性炭濕式氧化再生法(Wet?oxidating?regenerative?process?for?acticarbon)是在再生溫度為200～250℃及中壓(如3．7MPa)條件下，將吸附有機(jī)物的廢炭漿直接用空氣進(jìn)行選擇性氧化，以除有機(jī)物使活性炭再生。

該法主要特點(diǎn)有：①能再生粉狀活性炭，因是處理炭漿，故無(wú)粉塵、燒損等；②能利用廢炭本身氧化熱再生；③排氣無(wú)二次污染，不產(chǎn)生NO。、SO。等有害氣體。該法存在的缺點(diǎn)是吸附物質(zhì)種類不同則氧化程度不同，致使活性炭性?能相應(yīng)變壞，特別是在氧化能不足時(shí)，需提高溫度，易使活性炭本身氧化，降低其再生收率。為提高氧化能力，可使用催化劑，如用水溶性催化劑或助催化劑，實(shí)施催化濕式氧化再生過(guò)程，以提高再生效果。此法特別適用于難處理的較重污染水和廢水處理炭再生。

例如，由于濕式催化氧化再生法優(yōu)勢(shì)突出，因此被廣泛地應(yīng)用于石化廢水活性污泥處理、水粉炭三級(jí)處理過(guò)程中的廢炭再生以及廢水脫色炭再生和城市污水處理炭再生。

?1．4?化學(xué)藥品再生法?化學(xué)藥品再生法可分為反應(yīng)再生法和溶劑萃取法兩種。反應(yīng)再生是指使用酸或堿改變?nèi)芤簆H值而使活性炭脫附，它只適用于活性炭的吸附值pH值影響很大的場(chǎng)合，否則效果有限。使用有機(jī)溶劑對(duì)廢炭進(jìn)行萃取使吸附質(zhì)脫附的方法為溶劑萃取法。通常使用的溶劑有乙醇、丙酮、甲醇和四氫呋喃等。

化學(xué)藥品再生法所使用的溶劑必須滿足如下要求：(1)再生率高；(2)溶劑容易從活性炭上除去；(3)容易回收吸附質(zhì)；(4)溶劑的價(jià)格便宜和安全性好。藥品再生法的優(yōu)點(diǎn)是吸附質(zhì)易于回收，活性炭的損失不大。其缺點(diǎn)是溶劑使用后處理不當(dāng)易產(chǎn)生二次污染，且由于廢液與再生炭分離困難，對(duì)粉狀活性炭難于再生。

溶劑再生法一般比較適用于那些可逆吸附，如對(duì)高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的吸附。它的針對(duì)性較強(qiáng)，往往一種溶劑只能脫附某些污染物，而水處理過(guò)程中的污染物種類繁多，變化不定，因此，一種特定溶劑的應(yīng)用范圍較窄。在工業(yè)水處理中，由于化學(xué)藥品再生的再生效果有限，常與其他再生方法結(jié)合使用，如熱再生等。故對(duì)于活性炭的再生及其應(yīng)用，應(yīng)以一種開(kāi)放發(fā)展的眼光來(lái)看這些工藝，有效地將技術(shù)聯(lián)用，從而達(dá)到1+1>2的更佳效果。?

1．5?電化學(xué)再生法?電化學(xué)再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術(shù)。該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之問(wèn)，在電解液中加以直流電場(chǎng)，活性炭在電場(chǎng)作用下極化，一端成陽(yáng)極，另一端呈陰極，形成微電解槽，在活性炭的陰極部位和陽(yáng)極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，吸附在活性炭上的有機(jī)物大部分因此而分解，小部分因電泳力的作用發(fā)生脫附。張會(huì)平等?在一定的實(shí)驗(yàn)條件下用苯酚吸附飽和后的活性炭在電化學(xué)攪拌槽反應(yīng)器中可以得到有效的再生，再生效率大于80％?。

通過(guò)強(qiáng)制攪拌，使得傳質(zhì)過(guò)程和酚被氧化的速度得以強(qiáng)化，再生效率也隨著再生循環(huán)次數(shù)的增加逐步降低，在4次再生循環(huán)后，再生效率的下降不到5％。唐玉霖等?實(shí)驗(yàn)研究了電化學(xué)再生被苯酚耗盡吸附能力的顆?；钚蕴侩娀瘜W(xué)再生吸附苯酚的活性炭，在0～1．5h的時(shí)間段內(nèi)溶液的pH值上升較快，這說(shuō)明在開(kāi)始的時(shí)段陽(yáng)極主要發(fā)生反應(yīng)，使溶液呈堿性，這對(duì)苯酚在活性炭上的脫附是有利的。

電化學(xué)再生活性炭中產(chǎn)生的Cl：量及其產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)起主要作用，堿再生的作用并不明顯。苯磺酸鈉吸附在活性炭上的再生率比苯酚吸附在活性炭上的要大。電化學(xué)方法對(duì)不同有

機(jī)吸附物活性炭的再生具有普遍性，適用于再生處理過(guò)焦化廢水的吸附有多種不同有機(jī)質(zhì)的廢活性炭。

?1．6?超聲波再生法?活性炭再生就是一個(gè)脫附的過(guò)程，在活性炭的吸附表面上施加能量，使被吸附物質(zhì)得到足以脫離吸附表面，重新回到溶液中去的能量，就可以達(dá)到再生活性炭的目的。超聲波再生的最大特點(diǎn)是只在局部施加能量，而不需將大量的水溶液和活性炭加熱，因而施加的能量很小。

超聲波再生具有能耗小、工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單、活性炭損失小、可回收有用物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。但其只對(duì)物理吸附有效，且活性炭孔徑大小對(duì)再生效率有很大影響。鄭文軒等?為研究水處理活性炭的再生，利用超聲波處理技術(shù)，以甲基橙為有機(jī)化合物模型，進(jìn)行吸附飽和木質(zhì)活性炭的超聲處理再生實(shí)驗(yàn)。