杭州【果殼活性炭】再生的幾種方法     http://www.lxyjs.com

果殼活性炭還原又稱果殼活性炭再生(或稱活化)，是指用物理或化學方法在不破壞果殼活性炭原有結構的前提下，將吸附于果殼活性炭微孔的吸附質子以去除，恢復其吸附性能，達到重復使用目的。
　　1 果殼活性炭再生的幾種方法
　　1.1 藥劑洗脫的化學法
　　對于高濃度、低沸點的有機物吸附質，應首先考慮化學法再生。
　　(1)無機藥劑再生。是指用無機酸(硫酸、鹽酸) 或堿(氫氧化鈉)等藥劑使吸附質脫除，又稱酸堿再生法。例如吸附高濃度酚的炭，用氫氧化鈉溶液洗滌，脫附的酚以酚鈉鹽形式被回收，再生工藝流程見圖1。吸附廢水中重金屬的炭也可用此法再生，這時再生藥劑使用HCl等。
　　(2)有機溶劑再生。用苯、丙酮及甲醇等有機溶利，萃取吸附在果殼活性炭上的吸附質。再生工藝流程見圖2。例如吸附高濃度酚的炭也可用有機溶劑再生。焦化廠煤氣洗滌廢水用果殼活性炭處理后的飽和炭也可用有機溶劑再生。
　　采用藥劑洗脫的化學再生法，有時可從再生液中回收有用的物質，再生操作可在吸附塔內進行，果殼活性炭損耗較小，但再生不太徹底，微孔易堵塞，影響吸附性能的恢復率，多次再生后吸附性能明顯降低。
　　1.2 生物再生法
　　利用經過馴化培養的菌種處理失效的果殼活性炭，使吸附在果殼活性炭上的有機物降解并氧化分解成C02 和H20，恢復其吸附性能，這種利用微生物再生飽和炭的方法，僅適用于吸附易被微生物分解的有機物的飽和炭，而且分解反應必須徹底，即有機物最終被分解為C02和H20，否則有被果殼活性炭再吸附的可能。如果處理水中含有生物難降解或難脫附的有機物，則生物再生效果將受影響。
　　生物再生試驗流程見圖3。吸附試驗時4柱串聯運行，再生運行時4柱并聯操作。
　　近年來利用果殼活性炭對水中有機物及溶解氧的強吸附特性，以及果殼活性炭表面作為微生物聚集繁殖生長的良好載體，在適宜條件下，同時發揮果殼活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，這種協同作用的水處理技術稱為生物果殼活性炭(Biological Activated Carbon，BAC)。這種方法可使果殼活性炭使用周期比通常的吸附周期延長多倍，但使用一定時期后，被果殼活性炭吸附而難生物降解的那部分物質仍將影響出水水質。因此在飲用水深度處理運行中，過長的果殼活性炭吸附周期將難以保證出水水質，定期更換果殼活性炭是必須的。
　　1.3濕式氧化法
　　這種再生法通常用于再生粉末果殼活性炭，如為提高曝氣池處理能力投加的粉末炭。將吸附飽和的炭漿升溫至200～250℃，通入空氣加壓至(300～700) X104P，，在反應塔內被果殼活性炭吸附的有機物在高溫高壓下氧化分解，使果殼活性炭得到再生。再生后的炭經熱交換器冷卻后，送入儲炭槽再回用。有機物碳化后的灰分在反應器底部集積后定期排放。
　　濕式氧化法適宜處理毒性高、生物難降解的吸附質。溫度和壓力須根據吸附質特性而定，因為這直接影響炭的吸附性能恢復率和炭的損耗。這種再生法的再生系統附屬設施多，所以操作較麻煩。
　　1.4 電解氧化法
　　利用電解時產生的新生態[O]，[C1]等強氧化劑，使果殼活性炭吸附的有機物氧化分解。但在實際運行中，存在金屬電極腐蝕、鈍化、絮凝物堵塞等問題。而不溶性電極--石墨存在體積大、電阻高、耗電大等缺點，因此尚未見在實踐中應用。
　　1.5 加熱再生法
　　根據有機物在加熱過程中分解脫附的溫度不同，加熱再生分為低溫加熱再生和高溫加熱再生。
　　(1)低溫加熱再生法。對于吸附沸點較低的低分子碳氫化合物和芳香族有機物的飽和炭，一般用 100～200℃蒸汽吹脫使炭再生，再生可在吸附塔內進行。脫附后的有機物蒸汽經冷凝后可回收利用。常用于氣體吸附的果殼活性炭再生。蒸汽吹脫方法也用于啤酒、飲料行業工藝用水前級處理的飽和果殼活性炭再生。
　　(2)高溫加熱再生法。在水處理中，果殼活性炭吸附的多為熱分解型和難脫附型有機物，且吸附周期長。高溫加熱再生法通常經過850℃高溫加熱，使吸附在果殼活性炭上的有機物經碳化、活化后達到再生目的，吸附恢復率高、且再生效果穩定。因此，對用于水處理的果殼活性炭的再生，普遍采用高溫加熱法。
　　經脫水后的果殼活性炭，加熱再生全過程一般需經過下述3個階段。
　　(1)干燥階段。將含水率在50%～86%的濕炭，在100-150℃溫度下加熱，使炭粒內吸附水蒸發，同時部分低沸點有機物也隨之揮發。在此階段內所消耗熱量占再生全過程總能耗的50%一 70%。
　　(2)焙燒階段，或稱碳化階段。粒炭被加熱升溫至150～700℃。不同的有機物隨溫度升高，分別以揮發、分解、碳化、氧化的形式，從果殼活性炭的基質上消除。通常到此階段，再生炭的吸附恢復率已達到 60%～85%。
　　(3)活化階段。有機物經高溫碳化后，有相當部分碳化物殘留在果殼活性炭微孔中。此時碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性氣體進行氣化反應，使殘留碳化物在850℃左右氣化成C02，CO等氣體。使微孔表面得到清理，恢復其吸附性能。
　　殘留碳化物與氧化性氣體的反應式如下：
　　C + O2 → CO2↑
　　C + H2O → CO↑+H2↑
　　C + CO2 → 2CO↑
　　高溫再生過程中，氧對果殼活性炭的基質影響很大，因此必須在微正壓條件下運行。過量的氧將使果殼活性炭燒損灰化，而過低的氧量又將影響爐內溫度和再生效果。因此，一般的高溫加熱再生爐內對氧必須嚴格控制，余氧量小于1%，CO含量為2.5%左右，水蒸汽注入量為0.2-1 kg/kg果殼活性炭(根據爐型確定)。
　　果殼活性炭再生設備的優劣主要體現在：吸附恢復率、炭損率、強度、能量消耗、輔料消耗、再生溫度、再生時間、對人體和環境的影響、設備及基礎投資、操作管理檢修的繁簡程度。
此外，任何果殼活性炭高溫加熱再生裝置中都需要妥善解決的是防止炭粒相互粘結、燒結成塊并造成局部起火或堵塞通道，甚至導致運行癱瘓的現象。

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