常規(guī)活性炭再生方法
1.熱再生過(guò)程
其中，活性炭再生是目前應(yīng)用最多、成熟方法?；钚蕴刻幚碛袡C(jī)廢水后，根據(jù)加熱到不同溫度對(duì)有機(jī)物的變化，一般分為干燥、高溫炭化和活化三個(gè)階段。干燥期主要是活性炭上的揮發(fā)物去除。高溫炭化階段是將部分吸附在活性炭上的有機(jī)物煮沸、汽化脫附，一部分有機(jī)物發(fā)生分解反應(yīng)生成小分子烴脫附出來(lái)，剩余組分在活性炭孔隙中形成“固定炭"。此階段溫度可達(dá)800~900℃，一般在抽真空或惰性氣氛中，避免活性炭氧化。在向反應(yīng)釜內(nèi)注入CO2、 CO、H2或水蒸氣等氣體，使活性炭的微孔恢復(fù)吸附性能，這是整個(gè)再生工藝的關(guān)鍵。盡管熱再生法具有再生效率高、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，但再生過(guò)程需要外加能量加熱，投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。
2.生物再生技術(shù)
利用馴化細(xì)菌，解析吸附在活性炭上的有機(jī)物，進(jìn)一步消化分解為H2O和CO2，從而實(shí)現(xiàn)生物再生。在污水處理中，生物法與生物法相似，有好氧方法和厭氧方法。因?yàn)樗鼈儽旧淼目讖胶苄?，有的只有幾納米，微生物就無(wú)法進(jìn)入這種孔隙。通常認(rèn)為在再生過(guò)程中會(huì)發(fā)生細(xì)胞自溶現(xiàn)象，也就是細(xì)胞酶流至胞外，活性炭對(duì)酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，從而促進(jìn)污染物分解，達(dá)到再生的目的。生物學(xué)方法簡(jiǎn)單易行，投資與運(yùn)行費(fèi)用低，但所需時(shí)間長(zhǎng)，受水質(zhì)和溫度的影響較大。
3.濕式氧化再生
該工藝是在高溫高壓下，以氧或空氣為氧化劑，將在液相中活性炭上吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子，這就是濕式氧化再生法。試驗(yàn)得到的活性炭*再生條件是：再生溫度230℃，再生時(shí)間1 h，氧氣 pO20.6 MPa，加水300 mL。再生化率(45±5)%，經(jīng)5次循環(huán)再生后再生效率僅下降3%。其再生效率下降的主要原因是表面微孔部分氧化。
常規(guī)活性炭再生技術(shù)除各自的缺點(diǎn)外，一般有三個(gè)共同的缺點(diǎn)：
⑴再生過(guò)程中活性炭的損耗較大；
再生劑處理后活性炭的吸附量會(huì)顯著降低；
回收過(guò)程中排放的尾氣會(huì)對(duì)空氣造成二次污染。
為此，人們?cè)诟倪M(jìn)傳統(tǒng)的再生技術(shù)或開發(fā)全新的再生技術(shù)。
其它新技術(shù)
1.溶劑再生過(guò)程
溶劑再生法是利用活性炭、溶劑和被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系，通過(guò)改變溫度、溶劑的酸堿度等條件，打破吸附平衡，將吸附質(zhì)從活性炭上分離下來(lái)。
溶液再生法比較適合于對(duì)高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的可逆吸附。其針對(duì)性較強(qiáng)，往往一種溶劑只能脫附一些污染物，而水處理過(guò)程中污染物種類多、變化大，所以一種特殊溶劑的應(yīng)用范圍比較窄。
2.電化學(xué)再生
電化學(xué)再生是目前正在研究的一種新型活性炭再生技術(shù)。本發(fā)明將活性炭充填于兩個(gè)主電極之間，在電解液中加一直流電場(chǎng)，使活性炭在電場(chǎng)作用下極化，一端為陽(yáng)極，另一端為陰極，形成一個(gè)微電解槽，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)，吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解。此法操作簡(jiǎn)便，效率高，能耗低，而且對(duì)處理對(duì)象的限制較小，若處理工藝完善，可避免二次污染。
試驗(yàn)表明，電化學(xué)再生活性炭再生效率高，可達(dá)90%以上。另外，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)再生位置是活性炭再生工藝中最主要的影響因素，再生電流和再生時(shí)間對(duì)活性炭的電化學(xué)再生效果影響最大，再生電流和再生時(shí)間也影響最大。
3.超臨界流體再生技術(shù)
根據(jù)最新研究資料，CO2臨界點(diǎn)附近的再生效率變化較大，而未烘干的活性炭需延長(zhǎng)再生時(shí)間。對(duì)于氨基苯磺酸，CO2超臨界流體再生的最佳溫度為308 K，在308 K以上時(shí)再生不受影響；當(dāng)流速大于1.47×10-4 m/s/s時(shí)，流速不影響再生；用 HCl溶液處理后，活性炭再生效果會(huì)明顯提高。對(duì)于苯，隨著溫度的降低，再生效率在低氣壓下下降；在16.0 MPa壓力下，再生效率好為318 K，隨著流速的增加，再生效率也隨之提高。
4.超聲波再生技術(shù)
因?yàn)榛钚蕴繜嵩偕枰獙⑷炕钚蕴俊⒈晃轿镔|(zhì)和大量水分加熱到較高的溫度，有時(shí)甚至達(dá)到汽化溫度，因而能耗大，工藝設(shè)備復(fù)雜。實(shí)際上，如在活性炭吸附面施加能量，使被吸附物質(zhì)獲得足夠的能量，與吸附表面分離，再返回到溶液中去，則可實(shí)現(xiàn)再生活性炭。超聲再生正是針對(duì)這一點(diǎn)提出的。超聲波再生的最大特點(diǎn)是只在局部施加能量，而不需要大量的水溶液和活性炭加熱，因此所產(chǎn)生的能量很少。
結(jié)果表明，經(jīng)超聲再生后再生的排出液溫度僅提高2~3℃。對(duì)1 L活性炭的處理，每處理50 W的超聲波發(fā)生器，相當(dāng)于每m3活性炭再生100 kWh，每再生一次的活性炭損耗只有干燥物的0.6%~0.8%，耗水則是活性炭體積的10倍。但是它只對(duì)物理吸附有效，再生效率僅為45%左右，活性炭的孔徑大小對(duì)再生效率有較大的影響。
5.微波輻射再生技術(shù)
在熱再生的基礎(chǔ)上，提出了一種基于微波輻射再生的活性炭再生技術(shù)。它的原理是以電力為能源，通過(guò)微波輻射加熱實(shí)現(xiàn)再生。再生效率好的試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)在 HI (W)和輻射時(shí)間約為80 s時(shí)。通過(guò)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)微波功率對(duì)再生后活性炭碘值的恢復(fù)影響最大，其次是輻射時(shí)間，其次是對(duì)活性炭的吸附。微波爐輻射再生活性炭的時(shí)間短。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低，具有良好的應(yīng)用前景。但微波加熱使有機(jī)物脫附過(guò)程中是否存在中間產(chǎn)物，尚需進(jìn)一步研究。
6.催化濕式氧化
常規(guī)濕法氧化再生效率低，能耗大。再生溫度是影響再生效率的主要原因，但再生溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致活性炭表面氧化，降低再生效率。為此，人們考慮采用高效的催化劑，用催化濕式氧化再生活性炭。同濟(jì)大學(xué)水環(huán)境控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員正在進(jìn)行這方面的研究。
伴隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入，活性炭的再生過(guò)程和再生技術(shù)也越來(lái)越受到關(guān)注。近年來(lái)，一些傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)和工藝有了新的改進(jìn)和突破。與此同時(shí)，新的再生技術(shù)正在興起。這幾種新興技術(shù)的工藝路線不夠成熟，還不能工業(yè)化應(yīng)用。但是，它們的出現(xiàn)，給活性炭的再生帶來(lái)了新的思路和探索。
物理化學(xué)作用
又稱氣體活化，是指在800-950℃的高溫下，通過(guò)與炭質(zhì)作選擇性炭的氧化，使炭質(zhì)在800-950℃之間形成。
化學(xué)性活化
在化學(xué)活性體系中，原料炭和活化劑直接調(diào)和、炭化和活化同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，可減少生成碳?xì)浠衔锖脱趸铮瘜W(xué)活化劑的污染和回收是另一個(gè)需要考慮的問(wèn)題。氯化鋅和磷酸是常用的活化劑。
人們普遍認(rèn)為使用活性炭沒(méi)有安全問(wèn)題，但實(shí)際上并不絕對(duì)安全，在使用活性炭時(shí)，一定要注意活性炭的特性以及使用活性炭的安全性。
有關(guān)火災(zāi)
1)活性炭被列入危險(xiǎn)化學(xué)品目錄，屬于易燃物品，編號(hào)42521。點(diǎn)火后不會(huì)有火焰燃燒，只有無(wú)煙燃燒。
2)活性炭燃燒時(shí)如果通風(fēng)不足，會(huì)產(chǎn)生有毒的一氧化碳。
有關(guān)儲(chǔ)存
1)活性炭必須盡可能儲(chǔ)存在建筑物內(nèi)，盡可能防火。
2)活性炭不能與氧化劑混合使用
3.儲(chǔ)存處禁止明火，火花及吸煙
滲漏處理
泄露：隔離污染區(qū)域，限制進(jìn)入。關(guān)閉火源。急救人員最好配帶自給式呼吸器和防毒服。
消防處理
燃燒性：可燃。消毒劑：水，泡沫，二氧化碳，砂土。火災(zāi)附近可用的滅火介質(zhì)。
應(yīng)急處理
吸氣：迅速離開現(xiàn)場(chǎng)到空氣新鮮處。維持呼吸暢通。如果呼吸困難，給予氧氣。如果呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。醫(yī)療。
誤食：誤服者用水漱口。醫(yī)療。
與皮膚接觸：立即脫掉被污染的衣服，用大量清水沖洗至少15分鐘。醫(yī)療。
眼接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘，然后就醫(yī)，凈水。
1.使用前應(yīng)清潔除塵，否則這些黑色粉塵可能會(huì)暫時(shí)影響水質(zhì)的清潔。但是不推薦直接用新鮮自來(lái)水沖洗，因?yàn)榛钚蕴康亩嗫紫稌?huì)大量吸收自來(lái)水中的氯以及漂白粉，在隨后的過(guò)濾過(guò)程中，對(duì)水質(zhì)造成的損害，不需要我多言。
2.通過(guò)日常生活中簡(jiǎn)單的清洗，就不能將被活性炭孔隙堵塞的雜物清理干凈。因此，活性炭一定要定期更換，以免活性炭因“吸附飽和"而失效。而且在換水的時(shí)候最好不要等到壞了再換水，這樣可以保證活性炭可以不斷的將水族箱水質(zhì)中的有害物質(zhì)清除掉?；钚蕴嫉母鼡Q是每月1-2次
3.活性炭處理水質(zhì)的效率與它的處理量有關(guān)，通常是“量多處理水質(zhì)的效果也比較好"。
4.使用定量活性炭后，在使用初期應(yīng)定期觀察水質(zhì)的變化，注意觀察情況，以便判斷何時(shí)需要更換活性炭失效的時(shí)間。
5.在使用治療魚病的藥劑時(shí)，活性炭應(yīng)暫時(shí)移走，暫停使用。否則活性炭吸附藥物就會(huì)降低療效。
6.活性炭在長(zhǎng)時(shí)間吸附有毒氣體時(shí)，常將室外排出。若長(zhǎng)期吸附會(huì)自身釋放出吸附的毒氣。活性炭本身不會(huì)分解有毒氣體，作用和窗戶一樣，室內(nèi)有毒最重要的還是要多開窗戶。
要注意的
1、運(yùn)輸和裝卸：活性炭在運(yùn)輸過(guò)程中，不能用鐵鉤拖拉，不能與硬質(zhì)材料混裝，不能強(qiáng)烈振動(dòng)、磨擦、踩、砸，嚴(yán)禁拋擲，應(yīng)輕裝輕卸，以減少炭粒破碎，影響使用。
貯存：應(yīng)存放在陰涼干燥處，防止內(nèi)外包裝袋破裂，防止受潮吸附空氣中其他物質(zhì)，影響使用效果。禁止混放有毒、有害氣體或揮發(fā)性物質(zhì)，存放時(shí)遠(yuǎn)離污染源。
3、禁止水浸：活性炭屬于多孔吸附類物質(zhì)，因此，在運(yùn)輸、貯存、使用過(guò)程中，必須絕對(duì)防止水浸，由于水浸后，活性炭比表面填充了活性孔隙，減少了活性炭比表面與氣體的直接接觸，嚴(yán)重影響使用效果。
4、防止焦油類物質(zhì)：在使用過(guò)程中，應(yīng)禁止焦油類粘稠物質(zhì)進(jìn)入活性炭床，以免堵塞活性炭孔隙或遮蓋了展開表面，使氣體不能與活性炭展開表面接觸而失去應(yīng)用效果，如氣體中含有此類物質(zhì)，應(yīng)在氣體進(jìn)入活性炭床之前進(jìn)行清除(最好有除焦設(shè)備)，以達(dá)到良好的應(yīng)用效果。
5、防火：活性炭在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中，避免與火源直接接觸，以防著火。再生活性炭時(shí)避免進(jìn)氧，再生*，再生后必須用蒸汽冷卻到800℃以下，否則溫度過(guò)高，遇氧，活性炭自燃。
6、使用：在裝填過(guò)程中應(yīng)先篩去因搬運(yùn)而產(chǎn)生的碎屑。再逐層均勻鋪開，不能直接從進(jìn)料孔處倒入，以免使大小顆粒填充不均勻，最終導(dǎo)致氣體偏流，影響使用效果。裝完后，開車前應(yīng)先吹空，吹出活性炭表面的附塵，避免開車后粉塵進(jìn)入后段，影響正常生產(chǎn)。
7、安全需知：濕活性炭需要從空氣中去除氧氣，在安全、密封的容器中消耗氧氣會(huì)產(chǎn)生有
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