活性炭再生技術(shù)概述
1、加熱再生法
方法：加熱再生法是目前應(yīng)用得最多,工業(yè)最成熟的活性炭再生方法。該法主要是通過(guò)外部加熱的方式來(lái)改變活性炭上的吸附平衡關(guān)系進(jìn)而達(dá)到解析和脫附的目的,從而使活性炭再生。
特點(diǎn)：加熱再生法是傳統(tǒng)的再生方法, 由于能夠分解多種多樣的吸附質(zhì)而具有通用性， 從而成為主要再生方法。熱再生是恢復(fù)自來(lái)水廠活性炭吸附性能的有效方法。炭損失大，多達(dá)
5%～10% ,運(yùn)輸費(fèi)用大，生物活性炭再生損耗上與純吸附活性炭有所不同，由于生物膜的影響，其再生損耗大大高于純吸附活性炭，根據(jù)此次再生情況保守估計(jì)應(yīng)該在15 %～20 %。
但再生效率較高。
2、生物再生法
方法：生物再生是利用微生物將吸附在活性炭上的污染物質(zhì)氧化降解。微生物的分解效果在于:在活性炭顆粒周圍生長(zhǎng)了一層嫌氣性生物膜,分解被吸附的高分子物質(zhì)或者生物分解度
低的物質(zhì)。通過(guò)這種作用使難于被吸附的分解產(chǎn)物解吸,再通過(guò)外側(cè)的好氣性微生物而被氧化。
特點(diǎn)：生物法簡(jiǎn)單易行，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，受水質(zhì)和溫度的影響很大。微生物處理污染物的針對(duì)性很強(qiáng)，需特定物質(zhì)專門(mén)馴化。且在降解過(guò)程中一般不能將
所有的有機(jī)物徹底分解成CO2 和H2O，其中間產(chǎn)物仍殘留在活性炭上，積累在微孔中，多次循環(huán)后再生效率會(huì)明顯降低。
3、濕式氧化再生法
方法：活性炭濕式氧化再生是在高溫高壓條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子的一種處理方法。
特點(diǎn)：濕式氧化再生法處理對(duì)象廣泛，反應(yīng)時(shí)間短，再生效率穩(wěn)定。利用失效炭本身氧化熱來(lái)維持反應(yīng)系統(tǒng)溫度,再生過(guò)程中無(wú)需另外加熱。但濕式再生氧化也存在不足:1)隨吸附種
類不同，氧化難易程度相差很大，需選用催化劑,，增加了成本；2) 降低活性炭吸附性能，氧化液和廢氣需進(jìn)一步處理；3) 最佳氧化溫度不易控制；4) 所需設(shè)備需耐腐蝕、耐高壓。
4、溶劑萃取再生法
方法：溶劑萃取再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系，通過(guò)改變溫度、溶劑的pH 值等條件，打破吸附平衡，使吸附質(zhì)從活性炭上脫附下來(lái)。根據(jù)所用溶劑
的不同可分為無(wú)機(jī)溶劑再生法和有機(jī)溶劑再生法。1) 無(wú)機(jī)藥劑再生，是指用無(wú)機(jī)酸(硫酸、鹽酸) 或堿(氫氧化鈉) 等藥劑使吸附質(zhì)脫除,又稱酸堿再生法。例如用氫氧化鈉溶液洗滌吸
附高濃度酚的炭，脫附的酚以酚鈉鹽形式被回收。吸附廢水中重金屬的炭也可用此法再生, 再生藥劑可使用HCl 等。2) 有機(jī)溶劑再生, 采用乙醇、苯、丙酮及甲醇等有機(jī)溶劑,萃取吸
附活性炭中的吸附質(zhì)。例如吸附高濃度酚的炭、焦化廠煤氣洗滌廢水用活性炭處理后的飽和炭等均可用有機(jī)溶劑再生。
特點(diǎn)：溶劑再生法對(duì)于被吸附物質(zhì)為大分子有機(jī)物質(zhì)或分子結(jié)構(gòu)中支鏈較多的有機(jī)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，因“瓶頸效應(yīng)”或“章魚(yú)效應(yīng)”，溶劑再生效率較低。在被吸附物種類較多、成分較為
復(fù)雜時(shí)，通常需要幾種以上的萃取劑。另外，由于有些化學(xué)溶劑會(huì)腐蝕活性炭表面，破壞活性炭的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，降低活性炭的吸附容量和機(jī)械強(qiáng)度。
5、電化學(xué)再生法
方法：電化學(xué)再生發(fā)是采用化學(xué)方法進(jìn)行再生得一種較為理想的方法,主要是將飽和的活性炭填充在兩個(gè)主電極之間,置于電解液中,在直流電的作用下,活性炭極化,在其陰陽(yáng)極發(fā)生氧化
還原反應(yīng)而使吸附的污染物發(fā)生分解從而使活性炭再生。電化學(xué)法再生活性炭的影響因素主要有:活性炭所處的電極,所用輔助電介質(zhì)的種類、濃度以及再生電流和再生時(shí)間等。從電
化學(xué)再生飽和苯酚的活性炭實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出,吸附苯酚飽和的活性炭,其陰極的再生效率比陽(yáng)極的效果好,當(dāng)電解質(zhì)溶液是NaCl時(shí),再生效果較好,同時(shí),再生效率隨電解質(zhì)濃度的增加而增加,
但達(dá)1%后無(wú)明顯變化,還隨再生電流及再生時(shí)間的增加而提高,但在5h后基本呈穩(wěn)定狀態(tài)。
特點(diǎn)：電化學(xué)再生效率較高，可達(dá)80%～95% ，再生均勻，能耗少，炭損少，不會(huì)造成二次污染。電化學(xué)再生技術(shù)剛興起，處于研究階段，可以預(yù)見(jiàn)具有良好的發(fā)展勢(shì)頭。
6、微波輻射再生法
方法：微波輻射再生法即通過(guò)微波輻射活性炭，經(jīng)過(guò)高溫使有機(jī)物炭化活化，從而恢復(fù)其吸附性能的方法。微波輻射再生可以看作是內(nèi)加熱的方式使活性炭再生。微波輻射再生的影
響因素：微波功率、微波輻照時(shí)間及活性炭粒度及含水量等。從微波輻射再生吸附PCP飽和的活性炭試驗(yàn)看出：微波功率是影響再生的最主要的因素，在一定范圍內(nèi)，微波功率越大，
輻照時(shí)間越久，含水率越低，再生效果越好。但是無(wú)限的增大微波功率將會(huì)使活性炭受損,應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定相應(yīng)的參數(shù)
特點(diǎn)：微波輻射再生法可以降解一些較難降解的有機(jī)物質(zhì)，該法簡(jiǎn)單易行，能耗低，周期短，但若工藝條件控制不當(dāng)，則活性炭的燒損比較嚴(yán)重。微波輻射技術(shù)已經(jīng)顯示出其無(wú)與倫
比的優(yōu)越性，可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)的工業(yè)應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。
7、超聲波再生法
方法：超聲波再生法的最大特點(diǎn)就是在活性炭的局部施加能量，而不需將大量的水溶液和活性炭加熱,，使吸附質(zhì)脫附，從而達(dá)到再生的目的。此再生方法可以說(shuō)是在加熱再生的方法
的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但是還不成熟，通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)來(lái)證明超聲波再生的可行性。用超聲波再生吸附TCE飽和的活性炭，TCE得到解析，活性炭得以再生。Rege等也用超聲波降
解了飽和活性炭上的苯酚。我國(guó)的研究人員業(yè)已通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了超聲波再生的有效性。
特點(diǎn)：再生實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該法具有能耗低，工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單，炭損小，可回收有用物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，但再生效率低，且只對(duì)物理吸附有效。超聲波再生法的研究仍處于起步階段，其與熱再
生法相比具有一定的優(yōu)勢(shì)，是非常有發(fā)展?jié)摿Φ脑偕椒ā?/p>
8、超臨界CO2 萃取再生法
超臨界流體萃取法再生活性炭是20世紀(jì)70年代末開(kāi)始發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)。SCF具有密度大、表面張力小、擴(kuò)散系數(shù)大、溶解度大、傳質(zhì)速率高、擴(kuò)散性能好,與固體活性炭不相溶,且對(duì)
活性炭表面存在活化作用等優(yōu)點(diǎn),是再生活性炭的理想溶劑。
方法：依據(jù)SCF 萃取原理，利用SCF 作為溶劑，將吸附在活性炭上的有機(jī)物擴(kuò)散并溶解于SCF 之中。
特點(diǎn)：研究表明，超臨界CO2 對(duì)活性炭的再生效果比較理想，在較溫和的條件下就可達(dá)到較理想的再生效率，并且經(jīng)多次循環(huán)使用再生后，活性炭仍能保持較高的吸附性能。其不足
之處是：設(shè)備投資大，運(yùn)行成本高。
9、臭氧氧化再生法
方法：臭氧氧化再生法是用臭氧做氧化劑將吸附在活性炭上的有機(jī)物氧化分解，實(shí)現(xiàn)活性炭再生的方法。
特點(diǎn)：臭氧氧化再生會(huì)使活性炭表面酸性官能團(tuán)增多，吸附苯酚的能力下降，所以必須找出合適的臭氧用量，在不改變活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的條件下，除去苯酚和其他氧化副產(chǎn)物。
10、光催化再生法
方法：TiO2 光催化技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種發(fā)展前景看好的環(huán)境友好氧化技術(shù)，其顯著特點(diǎn)是在借助光催化劑表面受光子激發(fā)產(chǎn)生的高活性強(qiáng)氧化劑?OH 自由基,將水體中絕大多
數(shù)的有機(jī)及部分無(wú)機(jī)污染物氧化，使其逐步氧化降解，最終生成CO2 、H2O 等無(wú)害或低毒物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)活性炭的光催化再生。近年來(lái)，研究人員開(kāi)展了許多TiO2 光催化再生活性
炭的研究，如:用TiO2光催化再生處理印染廢水的活性炭，可以使有機(jī)污染物分解為H2O 和CO2。
特點(diǎn)：光催化再生與印染廢水的濃度、pH 值以及其他鹽類和無(wú)機(jī)物有關(guān)。光催化再生型活性炭在其吸附達(dá)到飽和后，不需要其他步驟，直接在紫外光照射下即可實(shí)現(xiàn)原位再生，再生
工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備操作容易，生產(chǎn)規(guī)?？梢噪S意控制，且可以使用日光輻射，能耗低。因此，光催化再生的研究具有重要意義。其不足之處是：耗時(shí)長(zhǎng)，處理效果尚不十分令人滿意。
11、其他再生方法
活性炭再生的目的即除去吸附質(zhì)，恢復(fù)活性炭吸附性能。由于吸附質(zhì)種類繁多，性質(zhì)各異,，從而決定了再生方法的多樣性。除上面介紹的幾種主要方法外，其他方法如：放電高溫電
加熱法(翁元聲,2004)、新型“相轉(zhuǎn)移”再生法(周明華等,2005) 、催化濕式氧化法(李光明等,2004)、高頻脈沖再生法(呂德隆等,1996) 、原位蒸氣再生法、浮選再生法、雙極性顆粒床
電極法(劉守新,2002)、紅外輻照再生、離子交換再生(王巖,2001)等都曾有過(guò)報(bào)道。
華禹活性炭張經(jīng)理
華禹活性炭孫經(jīng)理