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粉状活性炭取得再生有哪些方法呢?

发布日期:2020-4-30 11:58:51 作者:nborea 来源:

粉状活性炭取得再生有哪些方法呢?就目前环境问题严峻,国家就解决环境问题也采取了很多方案,活性炭在当前的环境保护中起着非常重要的作用。它不仅被许多工业生产使用,也被许多家庭使用。粉状活性炭作为一种常用的吸附剂,在吸附一段时间后通常会达到饱和点。

据了解,许多粉状活性炭在达到饱和度后就直接被丢弃、掩埋或焚烧。这造成资源浪费和环境污染。事实上,活性炭可以重复使用。活性炭的再利用不仅可以节约资源,而且可以降低成本。下面就介绍一下如何让粉状活性炭的再生利用。


1、热再生是目前工业上应用zui广泛、zui成熟的方法。在有机废水处理后粉状活性炭的再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为干燥、高温炭化和活化三个阶段。在干燥阶段,粉状活性炭上的挥发性成分主要被去除。


粉状活性炭


高温炭化阶段是使吸附在活性炭上的一些有机物沸腾、汽化、解吸,一些有机物分解生成小烃解吸,残余组分留在活性炭的孔隙中成为“固定碳”。在此阶段,温度将达到800-900°C。


为了避免活性炭氧化,通常在真空或惰性气氛下进行。在下一个活化阶段,将CO2、Co、H2或水蒸气引入反应器,净化活性炭微孔,恢复其吸附性能。活化阶段是整个再生过程的关键。虽然热再生法具有再生效率高、适用范围广的特点,但在再生过程中需要额外的能量加热,因此投资和运行成本较高。


2、生物再生法是利用驯化细菌对吸附在活性炭之上的有机物进行分析,并进一步消化分解为水和二氧化碳的过程。生物再生法类似于污水处理之中的生物法,也有好氧法和厌氧法。


由于粉状活性炭的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔,一般认为细胞在再生过程之中会发生自溶,即细胞酶向细胞之外流动,活性炭对酶有吸附作用,从而在碳表面形成酶中心,促进污染物的分解,达到再生的目的。生物法操作简单,投资少,操作成本低,但耗时长,受水质和温度影响大。


3、湿空气氧化再生法是利用氧气或空气作为氧化剂,在高温高压条件之下,将吸附在活性炭上的液态有机物氧化分解为小分子的处理方法。实验得到的活性炭zui佳再生条件为:再生温度230℃,再生时间1h,氧含量20.6mpa,加碳量15g,加水量300ml,再生效率(45±5)%。再生5次之后,再生效率仅降低3%。活性炭表面微孔的部分氧化是导致再生效率下降的主要原因。

4、溶剂再生法是通过改变溶剂的温度和pH值,打破吸附平衡,将吸附质从活性炭中解吸出来。溶剂再生法更适合于高浓度、低沸点有机废水的可逆吸附。由于一种溶剂具有很强的针对性,只能解吸部分污染物,而水处理过程之中污染物种类繁多、多变,因此特定溶剂的应用范围很窄。 

5、电化学再生是一种新型的活性炭再生技术。在这种方法之中,活性炭填充在两个主电J间。在电解液之中,施加直流电场。活性炭在电场作用之下发生极化,一端为阳极,另一端为阴J,形成微型电解槽。


活性炭的阴J和阳J分别发生还原反应和氧化反应。吸附在活性炭之上的污染物大部分被分解,有一小部分被电泳力解吸。该方法操作简单,效率高,能耗低,处理对象局限性小。如果处理工艺完善,可以避免二次污染。实验结果表明,粉状活性炭的电化学再生效率高,可达90%。此外,对工艺参数的研究表明,再生位置是活性炭再生过程之中zui重要的因素,NaCl浓度是zui重要的因素,再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生也有一定的影响。 

6、超临界流体再生法,根据zui新研究数据,再生效率在CO2临界点邻近变化较大;对于未干燥的活性炭,需要延长再生时间。对于氨基苯磺酸,CO2超临界流体再生的zui佳温度为308k,当温度超过308k时,不影响再生。


当流速大于1.47×10-4ms时,流速不影响再生;用HCl溶液处理之后,活性炭的再生效果将显著提高。苯在低压之下的再生效率随温度的降低而降低,16.0mpa时的zui佳再生温度为318k,实验流量之下的再生效率随流量的增加而提高。


7、超声波再生法,由于活性炭的热再生需要将所有的活性炭、吸附物和大量的水加热到较高的温度,有时甚至到汽化温度,因此能耗大,工艺设备复杂。


事实上,如果将能量应用于活性炭的吸附表面,使吸附材料获得足够的能量从吸附表面分离出来并返回溶液,就可以达到活性炭再生的目的。针对这一问题,提出了超声波再生技术。超声波再生的zui大特点是只利用局部能量而不加热大量的水溶液和活性炭,因此应用能量很小。 


结果表明,超声波再生之后再生出水温度仅升高2-3℃。每1L活性炭处理采用50W功率超声波发生器120min,相当于每m3活性炭再生耗电100kwh。每次再生的活性炭损失仅为干质量的0.6%-0.8%,耗水量为活性炭体积的10倍。目前,再生效率仅为45%左右,活性炭孔径大小对再生效率影响很大。

8、微波辐射再生是在热再生的基础之上发展起来的一种活性炭再生技术。其原理是以电为能,微波辐射加热实现再生。实验之中zui佳的再生效率是在功率,辐照时间为80s左右的情况之下,与s范围相比,微波功率为,活性炭的辐照时间和吸附容量是影响再生之后活性炭碘值回收率的zui重要因素。


微波辐射活性炭再生时间短。该装置能耗低,设备结构简单,具有良好的应用前景。但在微波加热解吸有机物的过程之中,是否还有其他下方产物有待进一步研究。


9、催化湿式氧化,传统湿式氧化再生效率低,能耗大。再生温度是影响再生效率的主要原因,但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而降低再生效率。因此,催化湿式氧化法被认为是一种高效催化剂再生活性炭的方法。 



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关键词:郑州粉状活性炭

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