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,這種方法也稱為變溫脫附,整個(gè)過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)加熱的對吸附質(zhì)基本無選擇性的優(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，由于微波對人體有害，暫時(shí)無法投人工業(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)過預(yù)磁處理后活性炭的吸附容量減小的現(xiàn)象。當(dāng)磁場強(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,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(見圖8—2)，并觀察到活性炭吸附塔使用壽命延長五倍多，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)行過程中，活性炭處理過程與再生過程同時(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)同過程。不過，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唵我仔校阌诠芾?，?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，故無粉塵、燒損等；②能利用廢炭本身氧化熱再生；③排氣無二次污染，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、水粉炭三級處理過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值影響很大的場合，否則效果有限。使用有機(jī)溶劑對廢炭進(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，如對高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的吸附。它的針對性較強(qiáng)，往往一種溶劑只能脫附某些污染物，而水處理過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。故對于活性炭的再生及其應(yīng)用，應(yīng)以一種開放發(fā)展的眼光來看這些工藝，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，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(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％?。

通過強(qiáng)制攪拌，使得傳質(zhì)過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粒活性炭電化學(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，這說明在開始的時(shí)段陽極主要發(fā)生反應(yīng)，使溶液呈堿性，這對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)備簡單、活性炭損失小、可回收有用物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。但其只對物理吸附有效，且活性炭孔徑大小對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)。