活性炭的再生方法
活性炭的吸附作用与活性炭本身、被吸附物质及溶剂之间的亲和力有关,三者之间有一平衡关系。为使被吸附物质从活性炭中脱除,可从以下方面进行考虑。
①改变被吸附物质的化学性质。
②采用与活性炭亲和力强的物质置换出被吸附物质。
③采用与吸附物质亲和力强的物质将其溶出。
④利用从外部加热提高温度等方法改变系统的平衡关系,以除去被吸附物质。
⑤降低溶剂中的溶质浓度(压力),果壳活性炭使被吸附物质从活性炭中脱除。
⑥分解或者氧化属于有机物的被吸附物质,然后除去。
活性炭的再生方法主要有加热再生法、药剂再生法、化学氧化法及生物法等。
(1)加热再生法:加热再生法又可分为低温法和高溢法两种。低温法适用于吸附浓度较高的简单低分子量碳氢化合物和芳香族有机物的活性炭的再生。由于沸点较低,一般加热到200℃即可脱附,其多采用水蒸气再生,再生可直接在塔内进行,被吸附的有机物脱附后可刹用。高温法适于水处理颗粒状炭的再生,椰壳活性炭高温加热再生过程分以卜5步进行。
①脱水。使活性炭和输送液体进行分离。
②干燥。加热到100---1500C,将吸附在活性炭细孔中的水分蒸发出来,同时部分低沸点的有机物电能够挥发出来。
③炭化.加热到300-700'C,高沸点的有机物由于热分解.一部分成为低沸点的有机物进行挥发,另一部分被炭化,留在活性炭的细孔中.。
④活化。将炭化留在活性炭细孔中的残留炭用活化气体(如水蒸气、二氧化碳及氧)进行气化,达到重新造孔的目的。活化温度一般为700-1000'C.炭化的物质与活化气体的反应:
⑤冷却。活化后的活性碱式氯化铝炭用水急剧冷却,防止氧化.其过程,高温加热再生法的优点是:a.活性炭质最均匀,再生性能恢复率高,一般在95%以上;b.再生时间短,粉状炭需几秒钟,粒状炭30-60min; c.几乎所有有机物都可采用此法,d.不产生有机再生废液.高温加热再生法的缺点是:a.在高温下进行.再生炉内衬材料的耗量人;b.再生损失率高,再生一次活性炭损失率达3沁---10纬;C.需严格控制温度和气体条件;d,再生设备造价高。
活性炭高温再生系统由再生炉、活性炭储雄、活性炭输送机脱水装置等组成。
(2)药剂再生法根据对活性炭亲和力的不同·利川无机或有机溶剂脱附已吸附于活性炭上的物质。
①无机药剂再生法。用无机酸(H2SO4)或碱(NaOH>等无机药剂使吸附在活性炭上的污染物脱附。例如,吸附高浓度酚的饱和炭用NaOH再生,脱附下来的酚为酚钠盐,可回收利用。图2-10为酚吸收塔再生的工艺流程。
②有机药剂再生法。用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂萃取吸附在活性炭L的有机物。例如吸附含气硝基氯苯燃料废水的饱和活性炭,用有机溶剂氯苯脱附后,再用热A汽吹扫氯苯,脱附率可达93 0/n。
药剂再生在吸附塔内进行,设备和操作管理简单,但药剂再生一般随再生次数的增加吸附性能明显降低.需要补充新炭,废弃一部分饱和炭。
(3)化学氧化法利用各种氧化剂将吸附于石英砂厂家活性炭表面的物质氧化分解而恢复活性炭的活性。化学法所用的氧化剂有空气、臭氧、氮、过氧化氢、高锰酸钾等。
①湿式氧化法。这种方法用于处理污水的粉末活性炭的再牛.饱和炭浆用高压泵经热交换器送人氧化反应器经水蒸气加热,在反应器内被活性炭吸附的有机物与空气中的氧反应,进行氧化分解,使活性炭得到再生。再生后的炭经热交换器冷却后送人分离器脱除无机物,再送人一再生炭储槽。
②电解氧化法。利用氧化还原理论,斜管填料以炭作阳极进行水的氧化分解,在活性炭表面产生的氧气把吸附于活性炭表面的物质氧化分解的方法。
③臭氧氧化法。该法利川强氧化剂臭氧将吸附在活性炭上的有机物加以分解。引生物再生法本法是对饱和炭用经驯化培养的菌种进行处理,在微生物的作用下,将被活性炭吸附的有机物解吸并进一步氧化分解成二氧化碳和水,饱和炭得到再生。为处理废水活性炭的好气性微生物K生处理工艺。这种方法不需要高温加热,运转成本低、基础建费用少,所以受到研究者的审视,但由于活性炭所具有的义杂性,为使其能达到来用,还需要进行深人的研究。
再生活性炭的评价
对再生活性炭应进行经济与技术两方面的评价。砾石经济方面应进行成本核算,主要是再生成本与购买成本的比较.影响再生成本的因素有固定因素和变动因素,固定因素包括运转管理费、运转人工费、设备折旧费、试验及检测费用等.变动因素包括动力及嫩料消耗费、补充活性炭的费用。技术方面应对再生炭的性能进行评价,以判断所选的再生条件是否适当,再生炭能否重复利用。常用于测定再生炭的性能指标有充填密度、表观密度、真密度、孔隙的容积、碘的吸附能力(碘值)、糖蜜值等.由于充填密度的侧定使用的仪器简单,操作方便,所以常在再生现场作为控制再生的测定项月,而其他指标是在实验室进行操作的测定项月。
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