废水处理活性炭脱附再生方法应用

时间：2020-07-10 10:02:55 所属分类：矿业工程 浏览量:

随着经济的发展，生活中出现了很多合成材料物质，废水中的组份也随之变得越来越复杂，如果处理不当将会严重影响环境以及水源质量。活性炭因为具有较强的吸附能力，所以成为处理废水的常用材料，但是活性炭的经济成本高，吸附饱和后难以再生，使得活性炭在废

　　随着经济的发展，生活中出现了很多合成材料物质，废水中的组份也随之变得越来越复杂，如果处理不当将会严重影响环境以及水源质量。活性炭因为具有较强的吸附能力，所以成为处理废水的常用材料，但是活性炭的经济成本高，吸附饱和后难以再生，使得活性炭在废水处理的应用中受到了较大影响。基于此，针对提高活性炭的重复利用率展开研究十分重要，可以保证废水处理工作取得良好的工作成绩。

　　1活性炭概述

　　活性炭结构疏松、多孔，具有较强的吸附能力，处理废水过程中可以吸附很多难降解的物质和色度，是深度处理废水的首选方法。其制作原料都是一些容易收集并且生活中常见的材料，如木料、竹炭、果壳等，当活性炭原材料购买齐全之后，可以使用物理方法将其制成活性炭。制作活性炭的过程使用的物理方法非常传统，不需要大型设备也能完成。制作活性炭需要注重方法以及顺序，主要采用粉碎、过筛、干燥、炭化、活化、清洗、再干燥这几个流程来制备。其中，再干燥环节是活性炭制作期间非常重要的组成部分，不能因为追求生产速度，跳过这个步骤，否则会影响到活性炭制品的吸附能力。活性炭除杂的应用范围非常广，在农业、工业等领域均有不错的口碑。

　　2活性炭再生原理

　　活性炭再生技术就是将已经饱和的活性炭，再次还原成不饱和状态，让活性炭可以再次吸附杂质。其原理非常好理解，即在使用活性炭吸附的过程中，当活性炭吸附的物质累积一定数量之后，活性炭的内部结构中因为杂质堵塞内部空隙，已经没有空间继续存放杂质，所以需要使用一些方法将活性炭空隙中的杂质脱附出来，让其恢复吸附杂质的能力，采用再生方式可以控制不断更换新活性炭的形成成本。以往工作中，活性炭达到饱和状态之后就失去了工作能力，而工业、农业或是环境保护等工作，需要使用大量的活性炭，如果活性炭只能一次性使用，将会耗费大量的材料，这与我国当前提倡的可持续发展战略严重不符。为了平衡活性炭工作需求以及避免成本浪费，需要加大饱和再生技术的研究，这在当前乃至往后的一段时间，都有非常重要的意义。饱和炭再生技术在实际工作中，也会遇到很多问题，比如活性炭吸附的物质存在多样性，需要根据活性炭内部的杂质灵活地、有针对地选择技术脱附活性炭空隙中的杂质，而饱和炭再生技术还在发展阶段，对活性炭除杂能力也有限，难以有效地处理活性炭内所有杂质;同时，随着生活物品种类逐渐增多，使得除杂工作难度逐渐增大。为了保证活性炭除杂工作能够顺利进行，并且可以取得良好的效果，需要不断研发新的饱和炭再生技术，这样才能解决吸附杂质种类繁多的问题。目前，微生物再生、高温蒸汽再生以及Fenton试剂氧化再生等方法都是比较新型的饱和炭再生技术，每种方法都有着各自的优缺点，在脱附杂质方面都有不错的表现，工作人员应该根据工作要求，了解这些饱和炭再生技术，掌握每种技术的优势以及劣势，根据需要灵活地选择除杂技术，保证可以达到要求，同时还应该考虑到经济方面的影响。

　　3传统活性炭再生技术

　　传统活性炭处理技术有低温热再生法、高温热再生法、化学溶剂再生法。在化学溶剂再生法中，又可以根据工作应用场所以及技术特点，将其分为酸碱溶液混合再生法、溶剂萃取再生法。除此之外，微生物再生法也是废水处理中经常使用的传统活性炭再生技术。根据以往的数据可以了解到，传统的活性炭再生技术存在较多的弊端，虽然从原理上确实可以有效地处理废水，但是在实际工作中，传统活性炭再生技术已经难以满足工作需要。经过处理之后的活性炭，其吸附能力受到极大的影响，难以像第一次一样，吸附相同数量的杂质，废水除杂效果非常差。鉴于此，必须对传统活性炭再生技术进行创新，提升工作表现及效率。

　　4现代活性炭再生技术

　　由于传统活性炭再生技术难以达到良好的效果，所以必须在原有技术上进一步丰富技术内容，保证活性炭再生技术可以在废水除杂、净化工作中有不错的表现。

　　4.1微波再生法

　　微波再生法是在热再生法原理基础上，进一步丰富、完善，形成的活性炭再生处理技术。这项技术的原理与热再生工作原理非常类似，但是在实际工作中，有很多内容与热再生处理方法又有一定的区别。微波再生法目前已经研究了一段时间，并且已经在工作中应用一段时间，工作表现优异。微波再生法并不限于活性炭，还能作用于硅胶、沸石以及高聚合物，再生处理效果优异。

　　4.2高温蒸汽再生活性炭

　　高温蒸汽再生活性炭系统在污水深度处理中有非常不错的效果。其原理是通过过热蒸汽发生器将水蒸气加热形成温度值在400～800℃的过热蒸汽，然后通过蒸汽管道和喷嘴系统将过热蒸汽喷射到活性炭层内部，之后持续加热保温，使得活性炭实现高温脱附、裂解或碳化，原位在线实现活性炭再生，恢复活性炭高效的吸附能力。通水一段时间后，活性炭吸附能力会大大下降，此时，可使用活性炭再生技术，在了解再生周期和通水水质情况后，启动备用活性炭罐，继续通水，保证系统稳定运行。吸附饱和的活性炭罐，可启动过热蒸汽发生器，将炭层温度升高到450～550℃之后，保温一段时间，以恢复活性炭吸附能力。使用高温蒸汽再生活性炭技术需要了解再生系统工作原理、再生工序、再生过程中各个温度的裂解产物。

　　4.3其他

　　随着我国对环保工作的重视，工作人员也加大了对活性炭再生技术的研究，除了本文介绍的微波再生法、高温蒸汽再生法，Fenton试剂氧化再生法、SCF以及超声波再生法也是工作人员研究出的新型活性炭再生处理技术。这些技术虽然仍然在完善阶段，但是已经投放于废水处理工作中，根据调查得来的数据显示，这些新型活性炭再生技术均有不错的工作表现。

　　5活性炭再生法存在的问题以及解决方法

　　5.1存在问题

　　目前，环保问题已经逐渐成为影响发展的核心问题，活性炭是处理污水的有效手段，活性炭再生技术虽然有不错的表现，但是在社会不断发展的过程中，传统活性炭再生技术已经难以满足工作需要。活性炭再生技术可以解决活性炭一次性使用对资源造成的浪费，增多活性炭使用次数，但这仅仅停留在理论层面，在实践过程中会出现很多难题，比如：(1)活性炭吸附工作会根据其所应用的领域不同，吸附不同的杂质，吸附杂质种类繁杂，当前技术难以有效处理所有工作中遇到的杂质，使得新型活性炭再生技术工作效果受到一定程度的影响。(2)传统活性炭再生技术再生效果差，除杂效率低，经调查发现，通过活性炭再生技术处理的活性炭，吸附能力明显下降，难以达到工作要求，同时还容易出现二次污染的问题。(3)我国并没有随着社会进步，购入新型的活性炭再生仪器，也没有根据最新发现的情况，创新相关技术，这使得活性炭再生技术发展缓慢，难以满足工作要求。(4)我国对活性炭再生方法研究不够细致，很多问题只停留在较浅的层面上，这样难以保证研究数据的准确性，难以为推进活性炭再生方法创新、工作提供依据，这样也使得活性炭再生技术应用存在较大的问题。创新活性炭再生技术非常重要，但是活性炭再生技术需要较高的作业技术，对技术的要求较高。针对目前研究工作中存在的问题，新型活性炭再生技术需要加大研究力度，投入足够的人力、物力、财力，且还需要花费一段时间之后，才能有所收获。

　　5.2解决方法

　　针对活性炭再生方法在发展过程中存在的问题，必须及时思考应对方案。针对活性炭再生方法研究方面存在的不足，需要加大资金的投入，还需要我国相关从业人员耐心研究，这样才能有效提升我国活性炭再生技术水平，从而可以通过再生处理优化活性炭使用效果。我国在活性炭再生方法研究时间尚短，但是发达国家如美国、日本等，早在很多年之前就开始重视生态，对活性炭再生技术的研究也较为领先。从当前获得数据中可以发现，美国、日本等国家活性炭种类繁多，所以我国活性炭再生技术研究工作，可以向美国、日本等发达国家学习，了解这些国家的活性炭再生方法，学习相关经验，从而加快我国活性炭再生方法研究速度。研究活性炭再生方法过程中，应该从活性炭结构出发，思考再生技术。处理废水的活性炭，其结构基本为粉末状或小颗粒状，这种形状的活性炭，清除其结构中的杂质具有较大的难度。同时，由于活性炭再生分离难度大，因此，需转变工作思路，扩大对不同种类活性炭的研究工作，在了解活性炭性质的同时，根据其使用用途，重新思考活性炭再生技术。

　　6结束语

　　废水处理再生分离难度极大，进行废水处理过程中，应该根据活性炭多为小颗粒状的特征，优化再生工艺，并且确保活活性炭可以在废水处理期间获得良好的效果，为此需收集废水处理数据，构建数学模型，从多角度分析，设计可行性高的活性炭制备工艺，扩大活性炭应用领域。

　　参考文献：

　　[1]兰倩.活性炭吸附处理含盐有机废水的研究[D].青岛:青岛科技大学,2019.

　　[2]杜国昌.活性炭孔隙结构对甲苯、丁酮吸-脱附特性的影响研究[D].徐州:中国矿业大学,2019.

　　[3]钟俊锋.水处理饱和生物活性炭低压引弧再生及其热解特性研究[D].杭州:杭州电子科技大学,2019.

　　作者：曹勇吉 李颖萱

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