活性炭再生問題總結(jié)

1、1、 活性炭來源活性炭產(chǎn)品種類很多，按生產(chǎn)原料不同可分為：煤基活性炭、木質(zhì)活性炭、果殼活性炭和、合成活性炭等。一般活性炭產(chǎn)品的比表面積可達(dá)500-1200m2/g.按孔徑分：國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合臺(IuPAcl972)依據(jù)不同尺寸孔限中分子吸附的不同，將孔分為三類：w50nm的為大孔2nmW50nm的為中孔；w2nm的為微孔。2、 活性炭再生a) 必要性活性炭再生是活性炭制備的重要組成之一?；钚蕴渴褂靡欢螘r間后會吸附飽和，從而喪失吸附能力成為“廢炭”。若直接將吸附飽和的炭丟棄不僅會增加應(yīng)用成本，還可能會導(dǎo)致二次污染，因此從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保兩方面考慮，活性炭的“再生”意義重大。b) 方法分類及其優(yōu)缺

2、點l 熱再生法熱再生法雖然有再生效率高、應(yīng)用范圍廣的特點，但在再生過程中,須外加能源加熱，投資及運行費用較高。l 生物再生法l 催化再生法l  微波再生法c) 具體工藝（微波再生，重在流程）活性炭補(bǔ)充：微波再生（機(jī)器約30萬一臺）是在熱再生法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型活性炭再生技術(shù) 通過SEM照片可以很明顯的看出原始活性炭與微波改性后的活性炭的差別.原始活性炭表面雜質(zhì)較多,并且很多孔道被雜質(zhì)堵塞;經(jīng)微波處理后,活性炭表面的雜質(zhì)被去除,孔道更加通暢從而保證了甲苯更加容易進(jìn)入活性炭的中孔和微孔,也就增加了其吸附容量.另外,從圖中b、c、d可以看出,隨著微波加熱溫度的提高,活性炭的孔徑明顯變小

3、,這是由于微波加熱迅速升溫而導(dǎo)致的炭骨架收縮.在這種情況下,會有一部分孔道因收縮而失去吸附能力,從而導(dǎo)致高溫改性的活性炭物理吸附能力的下降,但由于高溫改性會增加堿性基團(tuán)的含量,因此相應(yīng)的化學(xué)吸附能力會有所提高.實驗中850改性的活性炭吸附能力最高就是證明.但由于到達(dá)一定溫度(一般高于1 000)后活性炭表面酸性基團(tuán)基本分解完畢,此時的活性炭化學(xué)吸附能力不會再有明顯提高,但繼續(xù)升溫會導(dǎo)致孔道不斷變小,從而導(dǎo)致吸附能力下降,因此一味提高改性溫度是不經(jīng)濟(jì)也是不合理的.4. 1 微波對活性炭的改性作用首先活性炭是一種很好的微波吸收材料54，它的吸附性能主要由它的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)決定，活性炭本身能

4、夠有效地吸收微波能量，會燒失一部分炭成分，從而使活性炭的孔徑擴(kuò)大。另外，在微波的輻射下，體系溫度迅速升高，以致活性炭孔道中吸附焦化廢水的有機(jī)物由于在高溫?fù)]發(fā)或炭化分解，最終礦化產(chǎn)生CO2、水蒸氣等氣體重新造孔，從而使活性炭恢復(fù)到原來的吸附活性，再次吸附物質(zhì)，即活性炭再生5557微波再生的活性炭接近于單層吸附，原因是微波使活性炭的孔容發(fā)生變化的主要是中孔，這些再生的中孔有利于焦化廢水中的小分子物質(zhì)進(jìn)入活性炭內(nèi)部; 其次，微波輻射對活性炭表面結(jié)構(gòu)也有一定的影響: 酸性官能團(tuán)、酚羥基和羧基大量減少，堿性官能團(tuán)增加，這些變化均有利于物質(zhì)的吸附4. 2 微波與活性炭協(xié)同作用微波活性炭處理效果并不是微波處

5、理效果和活性炭處理效果的簡簡單單加成。而是難降解的有機(jī)物分子在熱運動的作用下，被吸附在活性炭的表面，隨著微波輻射的作用，在溫度在 1000 左右的活性中心上，被活性炭迅速熱解氧化。即微波和活性炭協(xié)同作用的處理效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于先微波后活性炭吸附處理的效果或者先活性炭吸附再微波處理的效果。在這種情況下,會有一部分孔道因收縮而失去吸附能力,從而導(dǎo)致高溫改性的活性炭物理吸附能力的下降,但由于高溫改性會增加堿性基團(tuán)的含量,因此相應(yīng)的化學(xué)吸附能力會有所提高.結(jié)果證明，微波再生后活性炭吸附能力大于電爐再生（電熱再生）后活性炭的吸附能力;微波活性炭再生設(shè)備（Phone5）與常規(guī)電熱再生進(jìn)行了比較，結(jié)果證明，微波再

6、生后活性炭可保持較強(qiáng)的吸附能力，而電爐再生后活性炭的吸附能力則大幅降低。熱再生（要與微波再生做一個對比）加熱再生法由于工藝流程簡單、可有效分解多種吸附質(zhì)，而且再生較為徹底，是發(fā)展歷史最長且應(yīng)用最廣泛的再生方法。自 20 世紀(jì) 70 年代中期以來，隨著熱再生裝置的不斷發(fā)展，活性炭熱再生法也取得了長足發(fā)展，熱再生爐在各個領(lǐng)域均有應(yīng)用。熱再生爐有多種，包括多層爐、回轉(zhuǎn)爐、隧道爐和液態(tài)化爐等。這些再生爐各有特色，如適合大規(guī)模再生的是回轉(zhuǎn)爐和多層爐; 適合粉炭再生，熱效率較高的是近年來出現(xiàn)的液態(tài)化爐。優(yōu)缺點：熱再生具有再生效率高、再生的時間短等優(yōu)點，但也具備炭損失和炭比表面積減小等缺點，另外該再生法所需

7、的設(shè)備復(fù)雜，費用較高，也是該方法在實驗室研究中不常用的主要原因.電化學(xué)再生：生物再生活性炭達(dá)到吸附飽和后,將模擬廢水倒出,向錐形瓶中加入一定體積的再生菌液和無機(jī)鹽培養(yǎng)基,保持總體積為200mL,于25搖床好氧生物再生,以未加再生菌液的試樣作為對照生物再生法是利用經(jīng)馴化過的菌種處理失效的活性炭，使吸附在活性炭上的有機(jī)物降解并進(jìn)一步消化分解成和恢復(fù)其吸附性能的過程。該法綜合了物理吸附的高效性和生物處理的經(jīng)濟(jì)性，充分利用了活性炭的物理吸附作用和微生物的生物降解作用。胞外酶機(jī)制：作出假設(shè)認(rèn)為生物再生由胞外酶作用而產(chǎn)生，認(rèn)為由微生物釋放出來的胞外酶向孔內(nèi)擴(kuò)散并與吸附的底物發(fā)生反應(yīng)。代謝物較低的吸附性會使

8、底物水解和酶的代謝物發(fā)生解吸（活性炭孔徑應(yīng)大于10nm）2nmW50nm的為中孔.參考文獻(xiàn)： 1蔣劍春，孫康.活性炭制備技術(shù)及應(yīng)用研究綜述J.江蘇南京：林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)， 2017,37(1):1-13.58 蔣文舉，江霞，朱曉帆，等.微波加熱對活性炭表面基團(tuán)及吸附性能的影響J 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2003，24( 1) : 3942Using Microwave Heating To Improve the Desorption Efficiency ofHigh Molecular Weight VOC from Beaded Activated Carbon微波改性活性炭對甲苯吸附性能的實驗研

9、究曹曉強(qiáng)1,2,黃學(xué)敏1,2,劉勝榮3,曹利1,2待解決問題：ü 電解池陰陽極：惰性電極ü 電解池電解液：通常選擇鹽溶液，可以是硫酸鈉濕式氧化再生ü 各種方法的適用范圍：水中有機(jī)物、嗅味物質(zhì)、特別是合成有機(jī)物的有效手段。ü 表面堿性基團(tuán)：可以通過在不同氣體中加熱活性炭的方法去除表面氧而獲得堿性特征，具 有較強(qiáng)離子交換性能的堿性表面.催化再生（光催化）光催化再生法是用一定范圍的波長的光，在光催化劑的催化條件下，通過光化學(xué)反應(yīng)使吸附在飽和活性炭上的有機(jī)污染物降解，恢復(fù)活性炭的吸附性能，得到再生.目前研究最多的光催化劑TiO2,，用TiO2,光催化再生處理印染廢水的活性炭，-".TiO,與飽和活性炭的結(jié)合，首先可以增強(qiáng)凈化能力，其次是該方法可以將某些反應(yīng)的副產(chǎn)物全部降解消失.同時，利用TiO,與其他催化劑相結(jié)合，增加活性炭與光催化劑之間的負(fù)載力.光催化再生法對光的條件要求較多，在不同的光照下的催化效果不同，對活性炭再生的效果也不同，且光催化劑負(fù)載量也有相應(yīng)的影響再生方法優(yōu)勢劣