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傳統(tǒng)活性炭再生方法
1.熱再生法
熱再生法是應(yīng)用最多，工業(yè)上最成熟的活性炭再生方法。處理有機廢水后的活性炭在再生過程中，根據(jù)加熱到不同溫度時有機物的變化，一般分為干燥、高溫炭化及活化三個階段。在干燥階段，主要去除活性炭上的可揮發(fā)成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機物沸騰、汽化脫附，一部分有機物發(fā)生分解反應(yīng)，生成小分子烴脫附出來，殘余成分留在活性炭孔隙內(nèi)成為“固定炭”。在這一階段，溫度將達到800～900°C,為避免活性炭的氧化，一般在抽真空或惰性氣氛下進行。接下來的活化階段中，往反應(yīng)釜內(nèi)通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體，以清理活性炭微孔，使其恢復(fù)吸附性能，活化階段是整個再生工藝的關(guān)鍵。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。
2.生物再生法
生物再生法是利用經(jīng)馴化過的細菌，解析活性炭上吸附的有機物，并進一步消化分解成H2O和CO2的過程。生物再生法與污水處理中的生物法相類似，也有好氧法與厭氧法之分。由于活性炭本身的孔徑很小，有的只有幾納米，微生物不能進入這樣的孔隙，通常認為在再生過程中會發(fā)生細胞自溶現(xiàn)象，即細胞酶流至胞外，而活性炭對酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，從而促進污染物分解，達到再生的目的。生物法簡單易行，投資和運行費用較低，但所需時間較長，受水質(zhì)和溫度的影響很大。
3.濕式氧化再生法
在高溫高壓的條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機物氧化分解成小分子的一種處理方法，稱為濕式氧化再生法。實驗獲得的活性炭最佳再生條件為：再生溫度230°C,再生時間1h,充氧pO20.6MPa，加炭量15g，加水量300mL。再生效率達到(45±5)%，經(jīng)5次循環(huán)再生，其再生效率僅下降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。
傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)除了各自的弊端外，通常還有三點共同的缺陷：
⑴再生過程中活性炭損失往往較大；
⑵再生后活性炭吸附能力會有明顯下降；
⑶再生時產(chǎn)生的尾氣會造成空氣的二次污染。
因此，人們或?qū)鹘y(tǒng)的再生技術(shù)進行改進，或探索全新的再生技術(shù)。
其他新技術(shù)
1.溶劑再生法
溶劑再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系，通過改變溫度、溶劑的pH值等條件，打破吸附平衡，將吸附質(zhì)從活性炭上脫附下來。
溶劑再生法比較適用于那些可逆吸附，如對高濃度、低沸點有機廢水的吸附。它的針對性較強,往往一種溶劑只能脫附某些污染物，而水處理過程中的污染物種類繁多，變化不定，因此一種特定溶劑的應(yīng)用范圍較窄。
2.電化學(xué)再生法
電化學(xué)再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術(shù)。該方法將活性炭填充在兩個主電極之間，在電解液中，加以直流電場，活性炭在電場作用下極化，一端成陽極，另一端呈陰極，形成微電解槽，在活性炭的陰極部位和陽極部位可分別發(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，小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低，其處理對象所受局限性較小，若處理工藝完善，可以避免二次污染。
實驗結(jié)果表明，電化學(xué)再生活性炭具有較高的再生效率，可達到90%。此外，對工藝參數(shù)的研究表明，再生位置是活性炭再生工藝中最重要的影響因素，電解質(zhì)NaCl濃度是較重要的影響因素，再生電流和再生時間對活性炭的電化學(xué)再生也有一定的影響。
3.超臨界流體再生法
據(jù)最近的研究資料表明，在CO2的臨界點附近，再生效率的變化很大；對未被烘干的活性炭，則需要延長其再生時間。對氨基苯磺酸而言，CO2超臨界流體法再生的最佳溫度為308K,當溫度超過308K時，再生不受影響；當流速大于1.47×10-4m/s時，流速不影響再生；用HCl溶液處理后，會使活性炭再生效果明顯改善。對苯而言，再生效率在低壓下隨溫度的下降而降低；在16.0MPa壓力時的最佳再生溫度為318K；在實驗流速下，再生效率會隨流速加快而提高。
4.超聲波再生法
由于活性炭熱再生需要將全部活性炭、被吸附物質(zhì)及大量的水分都加熱到較高的溫度,有時甚至達到汽化溫度，因此能量消耗很大，且工藝設(shè)備復(fù)雜。其實，如在活性炭的吸附表面上施加能量，使被吸附物質(zhì)得到足以脫離吸附表面，重新回到溶液中去的能量，就可以達到再生活性炭的目的。超聲波再生就是針對這一點而提出的。超聲再生的最大特點是只在局部施加能量，而不需將大量的水溶液和活性炭加熱，因而施加的能量很小。
研究表明經(jīng)超聲波再生后，再生排出液的溫度僅增加2～3℃。每處理1L活性炭采用功率為50W的超聲發(fā)生器120min,相當于每m3活性炭再生時耗電100kWh,每再生一次的活性炭損耗僅為干燥質(zhì)量的0.6%～0.8%，耗水為活性炭體積的10倍。但其只對物理吸附有效，再生效率僅為45%左右，且活性炭孔徑大小對再生效率有很大影響。
5.微波輻照再生法
微波輻照再生法是在熱再生法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的活性炭再生技術(shù)。其原理是以電為能源，利用微波輻照加熱實現(xiàn)再生。試驗中的最佳再生效率出現(xiàn)在功率為HI(W)，輻照時間約為80s時。比較極差S可知，對再生后活性炭碘值恢復(fù)影響最大的是微波功率，其次是輻照時間，最后是活性炭的吸附量。微波輻照法再生活性炭的時間短。能耗低、設(shè)備構(gòu)造簡單，具有較好的應(yīng)用前景。然而，在微波加熱使有機物脫附過程中，是否有其它的中間產(chǎn)物產(chǎn)生等問題還有待于進一步研究。
6.催化濕式氧化法
傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高，能耗較大。再生溫度是影響再生效率的主要原因，但提高再生溫度會增加活性炭的表面氧化，從而降低再生效率。因此，人們考慮借助高效催化劑，采用催化濕式氧化法再生活性炭。同濟大學(xué)水環(huán)境控制與資源化研究國家重點實驗室的科研人員正在開展此方面的研究。
隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心，活性炭再生工藝與技術(shù)日益得到人們的重視。一些傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)與工藝在近幾年有了新的改進與突破。同時新再生技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。雖然這些新興技術(shù)在工藝路線上還不成熟，尚無法投入工業(yè)使用。但它們的出現(xiàn)為活性炭的再生帶來了新思路與新探討。
物理活化法
也叫做氣體活化，此過程是將炭化產(chǎn)物于高溫(800-950℃)，通以水蒸氣、二氧化碳或空氣與炭質(zhì)做選擇性炭的氧化，以清除堆積在孔洞的反應(yīng)生成物。
化學(xué)活化法
化學(xué)活化系將原料炭與活化劑直接調(diào)和、炭化與活化同時進行反應(yīng)，此種方法能產(chǎn)生較少炭氫化合物或氧化物，但化學(xué)活化劑之污染與回收則是另一項需要考慮的問題。常用的活化劑有氯化鋅及磷酸。
通常都認為應(yīng)用活性炭沒有安全問題，但實際沒有絕對的安全，對活性炭應(yīng)用中的安全不能掉以輕心，對活性炭的性質(zhì)和不安全的可能性要有所認識。
關(guān)于著火
1)活性炭列入危險化學(xué)品名錄，屬自燃物品，編號42521，可燃的。著火后不會發(fā)生有焰燃燒，只是陰燃。
2)活性炭燃燒時如果通風(fēng)不足，會生成有毒的一氧化碳。
關(guān)于貯存
1)活性炭必須存放在盡可能防火的建筑內(nèi)；
2)活性炭不可與氧化劑混放；
3)貯放處禁止明火，火花和吸煙。
泄漏處理
泄漏：隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給式呼吸器，穿防毒服。
滅火處理
燃燒性：易燃。滅火劑：水、泡沫、二氧化碳、砂土?；饒鲋車捎玫臏缁鸾橘|(zhì)。
緊急處理
吸入：迅速脫離現(xiàn)場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。
誤食：誤服者用水漱口。就醫(yī)。
皮膚接觸：立即脫去被污染衣著，用大量流動清水沖洗，至少15分鐘。就醫(yī)。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘，就醫(yī)，環(huán)球凈水。
1.使用前要清洗去除粉塵，否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質(zhì)的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗，因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉，在隨后放置到過濾器中使用時對水質(zhì)造成的破壞，相信無需我多言。
2.靠平時簡單的清洗，是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以，務(wù)必定期更換活性炭，以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機最好不要等它失效以后再更換，如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質(zhì)中的有害物質(zhì)去除。建議每月更換1-2次活性炭。
3.活性炭的處理水質(zhì)的效率與其處理用量相關(guān)，通常為“用量多處理水質(zhì)的效果也相對好”。
4.定量的活性炭被使用后，在使用初期應(yīng)該經(jīng)常觀測水質(zhì)的變化，并留意觀測結(jié)果，以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據(jù)。
5.在使用治療魚病的藥劑時，應(yīng)該暫時將活性炭取出，暫停使用。以免藥物被活性炭吸附而降低治療效果。
6.活性炭在長期吸附有毒氣體時要，經(jīng)常拿出室外釋放。如果長時間吸附會自己把吸附的有毒氣體釋放出來。活性炭本身不分解有毒氣體，作用就像開窗，有毒室內(nèi)最重要的還是要多多開窗。
注意事項
1、運輸與裝卸：活性炭在運輸過程中，不得用鐵鉤拖拽，應(yīng)防止與堅硬物質(zhì)混裝，不可強烈振動、摩擦、踩、砸，嚴禁拋擲，應(yīng)輕裝輕卸，以減少炭粒破碎，影響使用。
2、儲存：應(yīng)儲存于陰涼干燥處，防止內(nèi)外包裝袋破裂，防止受潮和吸附空氣中其它物質(zhì)，影響使用效果。嚴禁與有毒有害氣體或易揮發(fā)物質(zhì)混放，存放要遠離污染源。
3、嚴禁水浸：活性炭屬于多孔性吸附類物質(zhì)，所以在運輸、儲存和使用過程中，都要絕對防止水浸，因水浸后，水填充了活性孔隙，減少了活性炭比表面與氣體的直接接觸，嚴重影響使用效果。
4、防止焦油類物質(zhì)：在使用過程中，應(yīng)禁止焦油類粘稠物質(zhì)進入活性炭床，以免堵塞活性炭孔隙或遮蓋了活性炭展開表面，使氣體不能與活性炭展開表面接觸，失去應(yīng)用效果，如氣體中含有此類物質(zhì)，應(yīng)在氣體進入活性炭床前進行清除（最好有除焦設(shè)備）以達到好的應(yīng)用效果。
5、防火：活性炭在儲存或運輸時，防止與火源直接接觸，以防著火。活性炭再生時避免進氧并再生徹底，再生后必須用蒸氣冷卻降至800℃以下，否則溫度高，遇氧，活性炭自燃。
6、使用：裝填時應(yīng)先篩去因搬運產(chǎn)生的碎粒與粉塵。然后層層均勻鋪開，不得從進料孔處直接倒入，以免使大小顆粒裝填不均，最終造成氣體偏流，影響使用效果。裝填結(jié)束，開車前應(yīng)先吹空，吹出活性炭表面粘附粉塵，避免開車后粉塵帶入后工段而影響正常生產(chǎn)。
7、安全需知：濕的活性炭需要從空氣中除去氧，在安全密閉的容器內(nèi)氧的消耗會造成有毒的環(huán)境，假如工人進到含有活性炭的容器內(nèi)適當取樣或低含氧空間作業(yè)，應(yīng)遵守國家相關(guān)標準及作業(yè)規(guī)范。
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