活性炭再生方法及使用注意事项.docx
7页活性炭再生方法及使用注意事项1. 热再生法热再生法是应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法处理有 机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变 化,一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段在干燥阶段,主要去 除活性炭上的可挥发成分高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分 有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃 脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”在这一阶段, 温度将达到800〜900° C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰 性气氛下进行接下来的活化阶段中,往反应釜内通入CO2、CO、H2 或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能,活化阶段 是整个再生工艺的关键热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的 特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高2. 生物再生法生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上 吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程生物再生法 与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分由于活性 炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙, 通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而 活性炭对酶有 吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进 污染物分解,达到再生的目的。
生物法简单易行,投资和运行费用较 低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大3. 湿式氧化再生法在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化 剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一 种处理方法,称为湿式氧化再生法实验获得的活性炭最佳再生条件 为:再生温度230° C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加 水量300mL再生效率达到(45±5)%,经5次循环再生,其再生效率 仅下降3%活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因 传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常还有三点共同的缺陷: ⑴再生过程中活性炭损失往往较大;⑵再生后活性炭吸附能力会有明 显下降;⑶再生时产生的尾气会造成空气的二次污染因此,人们或 对传统的再生技术进行改进,或探索全新的再生技术其他新技术1. 溶剂再生法溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之 间的相平衡关系,通过改变温度、溶剂的pH值等条件,打破吸附平 衡,将吸附质从活性炭上脱附下来溶剂再生法比较适用于那些可逆 吸附,如对高浓度、低沸点有机废水的吸附它的针对性较强,往往 一种溶剂只能脱附某些污染物,而水处理过程中的污染物种类繁多, 变化不定,因此一种特定溶剂的应用范围较窄。
2. 电化学再生法电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再 生技术该方法将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中,加以 直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极, 形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应 和氧化反应,吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因 电泳力作用发生脱附该方法操作方便且效率高、能耗低,其处理对 象所受局限性较小,若处理工艺完善,可以避免二次污染实验结果 表明,电化学再生活性炭具有较高的再生效率,可达到90%此外, 对工艺参数的研究表明,再生位置是活性炭再生工艺中最重要的影响 因素,电解质NaCl浓度是较重要的影响因素,再生电流和再生时间 对活性炭的电化学再生也有一定的影响3. 超临界流体再生法据最近的研究资料表明,在CO2的临界点附 近,再生效率的变化很大;对未被烘干的活性炭,则需要延长其再生 时间对氨基苯磺酸而言,CO2超临界流体法再生的最佳温度为308K, 当温度超过308K时,再生不受影响;当流速大于1.47X10-4m/s时, 流速不影响再生;用HCl溶液处理后,会使活性炭再生效果明显改善 对苯而言,再生效率在低压下随温度的下降而降低;在16.0MPa压力 时的最佳再生温度为318K;在实验流速下,再生效率会随流速加快 而提高。
4. 超声波再生法由于活性炭热再生需要将全部活性炭、被吸附物 质及大量的水份都加热到较高的温度,有时甚至达到汽化温度,因此 能量消耗很大,且工艺设备复杂其实,如在活性炭的吸附表面上施 加能量,使被吸附物质得到足以脱离吸附表面,重新回到溶液中去的 能量,就可以达到再生活性炭的目的超声波再生就是针对这一点而 提出的超声再生的最大特点是只在局部施加能量,而不需将大量的 水溶液和活性炭加热,因而施加的能量很小研究表明经超声波再生后,再生排出液的温度仅增加2〜3°C每处理1L活性炭采用功率为 50W的超声发生器120min,相当于每m3活性炭再生时耗电100kWh,每 再生一次的活性炭损耗仅为干燥质量的0.6%〜0.8%,耗水为活性炭 体积的10倍但其只对物理吸附有效,再生效率仅为45%左右,且 活性炭孔径大小对再生效率有很大影响5. 微波辐照再生法微波辐照再生法是在热再生法基础上发展起 来的活性炭再生技术其原理是以电为能源,利用微波辐照加热实现 再生试验中的最佳再生效率出现在功率为HI(W),辐照时间约为80s 时比较极差S可知,对再生后活性炭碘值恢复影响最大的是微波功 率,其次是辐照时间,最后是活性炭的吸附量。
微波辐照法再生活性 炭的时间短能耗低、设备构造简单,具有较好的应用前景然而, 在微波加热使有机物脱附过程中,是否有其它的中间产物产生等问题 还有待于进一步研究6. 催化湿式氧化法传统湿式氧化法再生效率不高,能耗较大再 生温度是影响再生效率的主要原因,但提高再生温度会增加活性炭的 表面氧化,从而降低再生效率因此,人们考虑借助高效催化剂,采 用催化湿式氧化法再生活性炭同济大学水环境控制与资源化研究国 家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究随着可持续发展观 念的深入人心,活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视一些传 统的活性炭再生技术与工艺在近几年有了新的改进与突破同时新再 生技术也在不断涌现虽然这些新兴技术在工艺路线上还不成熟,尚 无法投入工业使用但它们的出现为活性炭的再生带来了新思路与新 探讨物理活化法也叫做气体活化,此过程是将炭化产物于高温(800-950D,通以水蒸气、二氧化碳或空气与炭质做选择性炭的氧 化,以清除堆积在孔洞的反应生成物化学活化法化学活化系将原料炭与活化剂直接调和、炭化与活化 同时进行反应,此种方法能产生较少炭氢化合物或氧化物,但化学活 化剂之污染与回收则是另一项需要考虑的问题。
常用的活化剂有氯化 锌及磷酸通常都认为应用活性炭没有安全问题,但实际没有绝对的 安全,对活性炭应用中的安全不能掉以轻心,对活性炭的性质和不安 全的可能性要有所认识关于着火1)活性炭列入危险化学品名录,属自燃物品,编号 42521,可燃的着火后不会发生有焰燃烧,只是阴燃2)活性炭燃 烧时如果通风不足,会生成有毒的一氧化碳关于贮存1)活性炭必须存放在尽可能防火的建筑内2)活性炭 不可与氧化剂混放3)贮放处禁止明火,火花和吸烟泄漏处理泄漏:隔离泄漏污染区,限制出入切断火源建议应 急处理人员戴自给式呼吸器,穿防毒服灭火处理燃烧性:易燃灭火剂:水、泡沫、二氧化碳、砂土 火场周围可用的灭火介质紧急处理吸入:迅速脱离现场至新鲜空气处保持呼吸道通畅 如呼吸困难,给输氧如呼吸停止,立即进行人工呼吸误食: 误服者用水漱口皮肤接触:立即脱去被污染衣着,用大量流 动清水冲洗,至少15分钟眼睛接触:立即提起眼睑,用大 量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟,就医,环球净水1. 使用前要清洗去除粉尘,否则这些黑色的粉尘可能暂时会影响水质的 清洁度但建议不要直接用新鲜的自来水冲洗,因为活性炭的多孔隙 一旦吸附大量自来水中的氯以及漂白粉,在随后放置到过滤器中使用 时对水质造成的破坏,相信无需我多言。
2.靠平时简单的清洗,是无 法将活性炭的多孔隙中堵塞的杂物清洁干净的所以,务必定期更换 活性炭,以免活性炭因“吸附饱和”而失去功效且更换的时机最好 不要等它失效以后再更换,如此方可确保活性炭能不断地把水族箱水 质中的有害物质去除建议每月更换1-2次活性碳3.活性炭的处理 水质的效率与其处理用量相关,通常为“用量多处理水质的效果也相 对好”4 .定量的活性炭被使用后,在使用初期应该经常观测水质的 变化,并留意观测结果,以作为多长时间活性炭失效而更换的时间判 断依据5.在使用治疗鱼病的药剂时,应该暂时将活性炭取出,暂停 使用以免药物被活性炭吸附而降低治疗效果6.活性炭在长期吸附 有毒气体时要,经常拿出室外释放如果长时间吸附会自已把吸附的 有毒气体释放出来活性炭本身不分解有毒气体,作用就像开窗,有 毒室内最重要的还是要多多开窗注意事项1、运输与装卸:活性炭在运输过程中,不得用铁钩拖 拽,应防止与坚硬物质混装,不可强烈振动、磨擦、踩、砸,严禁抛 掷,应轻装轻卸,以减少炭粒破碎,影响使用2、储存:应储存于 阴凉干燥处,防止内外包装袋破裂,防止受潮和吸附空气中其它物质, 影响使用效果严禁与有毒有害气体或易挥发物质混放,存放要远离 污染源。
3、严禁水浸:活性炭属于多孔性吸附类物质,所以在运输、 储存和使用过程中,都要绝对防止水浸,因水浸后,水填充了活性孔 隙,减少了活性炭比表面与气体的直接接触,严重影响使用效果4、 防止焦油类物质:在使用过程中,应禁止 焦油 类粘稠物质进入活 性炭床,以免堵塞活性炭孔隙或遮盖了活性炭展开表面,使气体不能 与活性炭展开表面接触,失去应用效果,如气体中含有此类物质,应 在气体进入活性炭床前进行清除(最好有除焦设备)以达到好的应用 效果5、防火:活性炭在储存或运输时,防止与火源直接接触,以 防着火活性炭再生时避免进氧并再生彻底,再生后必须用蒸气冷却 降至800°C以下,否则温度高,遇氧,活性炭自燃6、使用:装填 时应先筛去因搬运产生的碎粒与粉尘然后层层均匀铺开,不得从进 料孔处直接倒入,以免使大小颗粒装填不均,最终造成气体偏流,影 响使用效果装填结束,开车前应先吹空,吹出活性炭表面粘附粉尘, 避免开车后粉尘带入后工段而影响正常生产7、安全需知:湿的活 性炭需要从空气中除去氧,在安全密闭的容器内氧的消耗会造成有毒 的环境,假如工人进到含有活性炭的容器内适当取样或低含氧空间作 业,应遵守国家相关标准及作业规范。





