活性炭再生問(wèn)題總結(jié)

1、1、活性炭來(lái)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)500-1200m 2/g.按孔徑分：國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合臺(tái)(IuPAcI972)依據(jù)不同尺寸孔限中分子吸附的不同，將孔分為三類：w > 50nm的為大孔2nm < W< 50nm的為中孔；w< 2nm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(shí)間后會(huì)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(huì)增加應(yīng)用成本， 還可能會(huì)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

2、炭的“再生”意義 重大。b) 方法分類及其優(yōu)缺點(diǎn)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(diǎn)，但在再生過(guò)程中，須外加能源加熱，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。生物再生法催化再生法 微波再生法c) 具體工藝(微波再生，重在流程)精品資料精品資料活性炭補(bǔ)充:微波再生(機(jī)器約 30萬(wàn)一臺(tái))是在熱再生法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型活性炭再生技術(shù)b圖6不冋種類活性炭的掃面電鏡照片(1000X)(九原始活性炭；b.MW450； c. MW65 0； <LMW財(cái)0)Fig. 6 SK M photos of different kind5 ofGAC (1()(MIX )(a. Original GAC； b.M

3、W斗50； C.MW650； J.MW850)通過(guò)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，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(huì)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(huì)增加堿性基團(tuán)的含量，因此相應(yīng)的化學(xué)吸附能力會(huì)有所提高實(shí)驗(yàn)中850 C改性的活性炭吸附能力最

4、高就是證明.但由于到達(dá)一定溫度（一般高于1 000 C ）后活性炭表面酸性基團(tuán)基本分解完畢，此時(shí)的活性炭化學(xué)吸附能力不會(huì)再有明顯提高，但繼續(xù)升溫會(huì)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(duì)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54L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，活性炭本身能夠有效地吸收微波能量，會(huì)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(lái)的吸

5、附活性，再次吸附物質(zhì)，即活性炭再生55 - 57 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?jī)?nèi)部；其次，微波輻射對(duì)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理效果和活性炭處理效果的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單加成。而是難降解的有機(jī)物分子在熱運(yùn)動(dòng)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 C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

6、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(huì)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(huì)增加堿性基團(tuán)的含量，因此相應(yīng)的化學(xué)吸附能力會(huì)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；()0552 UO 口 dJOSUQ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。f * Micro wave heating (180 W) - Conductive heating (180 W

7、)020406080Time (min i熱再生（要與微波再生做一個(gè)對(duì)比）加熱再生法由于工藝流程簡(jiǎn)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(zhǎng)且應(yīng)用最廣泛的再生方法。自20世紀(jì)70年代中期以來(lái)，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(zhǎng)足發(fā)展，熱再生爐在各個(gè)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(lái)出現(xiàn)的液態(tài)化爐。優(yōu)缺點(diǎn)：熱再生具有再生效率高、再生的時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，但也具備炭損失和炭比表面積減小等缺點(diǎn),另外該再生法所需的設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用較高，也是該方法在實(shí)

8、驗(yàn)室研究中不常用的主要原因電化學(xué)再生：電比學(xué)算牛法國(guó)隊(duì)找作簡(jiǎn)便再牛效率較爲(wèi)（可達(dá)環(huán)境友好基 井且爹次科生J6再牛效率降帕不大m等優(yōu)CSITfi丈類 注卩絨點(diǎn)是再生呂iJ尚處于Sf究階眾還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化.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(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基,保持總體積為200mL,于25 C搖床好氧生物再生，以未加再生菌液的試樣作為對(duì)照生物再生法是利用經(jīng)馴化過(guò)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(guò)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

9、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(lái)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(huì)使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 ) 2nm < W< 50nm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(duì)活性炭表面基團(tuán)及吸附性能的影響J.產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)， 2003 ， 24( 1) : 39 42Using Microwave Heating To Improve the Desorptio

10、n Efficiency ofHigh Molecular WeightVOC from Beaded Activated Carbon微波改性活性炭對(duì)甲苯吸附性能的實(shí)驗(yàn)研究曹曉強(qiáng) 1,2,黃學(xué)敏 1 ,2,劉勝榮 3,曹利 1,2待解決問(wèn)題：電解池陰陽(yáng)極：惰性電極電解池電解液：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。表面堿性基團(tuán)：可以通過(guò)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(zhǎng)的光， 在光催化劑的催化條件下， 通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)使吸附

11、 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 TiO 2,，用 TiO 2 ,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(shí)，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(duì)光的條件要求較多， 在不同的光照下的催化效果不同， 對(duì)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(shì)劣勢(shì)適用情況再生效率高、炭損失和炭比表面積減有機(jī)污染物熱再生法再生的時(shí)間短、小，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)再生能耗高操作簡(jiǎn)便、再生效率無(wú)機(jī)金屬離子，電化學(xué)再生法較高、多次再生活性炭吸附效率高再生能耗高有機(jī)物生物再生法成本低、再生效率穩(wěn)疋再生效率不高有機(jī)物節(jié)能高效、有機(jī)物微波再生法再生活性炭吸附效率高