活性炭再生及其在水处理中的应用_周键

收稿日期:2009-06-16基金项目:武汉科技大学校基金项目(2006XY16)作者简介:周键(1988-),男,武汉科技大学资源与环境工程学院环境工程本科生.活性炭再生及其在水处理中的应用周键陈玲桂袁修彬黄龙(武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北430081)摘要:活性炭的再生方法有很多,如热再生法、生物再生法、化学溶液再生法、湿式氧化再生法、超临界萃取再生法、电化学再生法、超声波再生法、微波辐照再生法等。不同的方法有不同的特点适用于不同的工业废水处理。关键词:活性炭;再生;工业水处理中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1007-0370(2009)06-0031-04THEREGENERATIONOFACTIVEATECARBONANDITSAPPLICATIONINWATERTREATMENTZHOUJianCHENLingguiYUANXiubinHUANGLong(TheResources＆EnvironmentalEngineeringCollegeofWuHanScientificTechnologyUniversity,HuBei430081)Abstract:Thecharacteristicsofregeneratedmethodsofactivatecarbonareintroduced,includinghotregeneratedmethod,biologicalregeneratedmethod,chemicalsolutionregeneratedmethod,wetoxidationregeneratedmethod,supercriticalextractionregeneratedmethod,supersonicregeneratedmethodandsoon.Thedifferentmethodsaresuitabletodifferentindustrialwastewaterdisposal.Keywords:activatecarbon;regeneration;industrialwastewatertreatment前言活性炭具有极为发达的内部孔隙结构和较大的比表面积,吸附能力强,能有效吸附气体、胶态固体及有机色素等物质,其来源相对易得,成本相对低廉,是一种最常用的吸附剂之一,广泛应用于食品、化学、环境保护等众多领域。随着活性炭的应用范围日趋广泛,消耗量也迅速增加,应用过程中产生的废活性炭量多,占地面积大。如不回收活化再利用的话,不仅会对资源造成一种浪费,同时还会对环境造成二次污染。因此,无论是从经济的还是环保的角度考虑,推广活性炭再生都很有必要。所谓活性炭再生,是指用物理、化学或生物化学等方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭微孔的吸附质子以去除,恢复其吸附性能,达到重复使用的目的。国内外对活性炭的再生及其应用都做了大量的研究,提出了多种再生工艺技术,如热再生法、生物再生法、化学溶液再生法、湿式氧化再生法、超临界萃取再生法、电化学再生法、超声波再生法、微波辐照再生法等。综观活性炭的再生技术及其应用方面,不难发现,其再生机理同应用理论是相互联系并行的。以上对应的各种再生技术对于废活性炭的再生具有很好的效果,将这些技术并联到活性炭对于废水处理的应用实例中去,其处理效果十分突出。—31—活性炭再生及其在水处理中的应用周键陈玲桂袁修彬黄龙1活性炭再生及其在工业水处理中的应用1.1热再生法活性炭高温热再生方法是通过加热对活性炭进行热处理,使活性炭吸附的有机物在高温下炭化分解,最终成为气体逸出,从而使活性炭得到再生。高温热再生在除去炭吸附的有机物的同时还可以除去沉积在炭表面的无机盐,而且使炭的新微孔生成,使炭的活性得到根本地恢复。热再生的优点有通用性能好、再生率高、能够在短时间内(颗粒炭30min～60min,粉状炭几秒钟)完成再生、对吸附质基本无选择性,并且没有再生废液产生等。但热再生过程中炭损失较大,一般在5～10%,再生炭机械强度下降,且在热再生过程中须外加能源加热,投资及运行费用较高。热再生的活性炭的吸附效率会有所降低,反复再生会丧失吸附性能。侯宝军等[1]选用YK-15椰壳炭为吸附剂处理浓度为3%的醋酸废水,采用吸附和分步热再生法从废水中分离醋酸,结果表明,在温度为30℃,废水流速为73×10-5m·s-1的适宜条件下,YK-15椰壳炭对醋酸的动态吸附容量为161.0mg·g-1,穿透点处废水的处理能力为4.7g(废水)·g-1(活性炭)。对吸附剂进行分步热再生的适宜条件是,第一步控制温度为110～130℃,脱除吸附柱内35%～40%的残余水,以浓缩醋酸。第二步继续升温至320℃,脱附并回收醋酸,醋酸的脱附率可达96%以上,收率为87%,回收醋酸的浓度为3