廢水處理活性炭脫附再生方法應(yīng)用

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摘要：活性炭具有較強(qiáng)的吸附功能，這與其多孔隙的結(jié)構(gòu)特征是分不開的。因?yàn)槠渚邆溥@種特殊結(jié)構(gòu)，所以能夠容納多余雜質(zhì)，有很強(qiáng)的吸附能力。鑒于此，活性炭經(jīng)常作為吸附劑活躍于廢水處理工藝之中。文章圍繞活性炭脫附再生方法展開研究，旨在提高活性炭在廢水處理中的重復(fù)利用率，希望文章內(nèi)容對(duì)相關(guān)從業(yè)人員處理廢水有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：活性炭；脫附再生；廢水處理；應(yīng)用；研究

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活中出現(xiàn)了很多合成材料物質(zhì)，廢水中的組份也隨之變得越來越復(fù)雜，如果處理不當(dāng)將會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境以及水源質(zhì)量?；钚蕴恳?yàn)榫哂休^強(qiáng)的吸附能力，所以成為處理廢水的常用材料，但是活性炭的經(jīng)濟(jì)成本高，吸附飽和后難以再生，使得活性炭在廢水處理的應(yīng)用中受到了較大影響?；诖耍槍?duì)提高活性炭的重復(fù)利用率展開研究十分重要，可以保證廢水處理工作取得良好的工作成績(jī)。

1活性炭概述

活性炭結(jié)構(gòu)疏松、多孔，具有較強(qiáng)的吸附能力，處理廢水過程中可以吸附很多難降解的物質(zhì)和色度，是深度處理廢水的首選方法。其制作原料都是一些容易收集并且生活中常見的材料，如木料、竹炭、果殼等，當(dāng)活性炭原材料購(gòu)買齊全之后，可以使用物理方法將其制成活性炭。制作活性炭的過程使用的物理方法非常傳統(tǒng)，不需要大型設(shè)備也能完成。制作活性炭需要注重方法以及順序，主要采用粉碎、過篩、干燥、炭化、活化、清洗、再干燥這幾個(gè)流程來制備。其中，再干燥環(huán)節(jié)是活性炭制作期間非常重要的組成部分，不能因?yàn)樽非笊a(chǎn)速度，跳過這個(gè)步驟，否則會(huì)影響到活性炭制品的吸附能力?；钚蕴砍s的應(yīng)用范圍非常廣，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域均有不錯(cuò)的口碑。

2活性炭再生原理

活性炭再生技術(shù)就是將已經(jīng)飽和的活性炭，再次還原成不飽和狀態(tài)，讓活性炭可以再次吸附雜質(zhì)。其原理非常好理解，即在使用活性炭吸附的過程中，當(dāng)活性炭吸附的物質(zhì)累積一定數(shù)量之后，活性炭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中因?yàn)殡s質(zhì)堵塞內(nèi)部空隙，已經(jīng)沒有空間繼續(xù)存放雜質(zhì)，所以需要使用一些方法將活性炭空隙中的雜質(zhì)脫附出來，讓其恢復(fù)吸附雜質(zhì)的能力，采用再生方式可以控制不斷更換新活性炭的形成成本。以往工作中，活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)之后就失去了工作能力，而工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是環(huán)境保護(hù)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，將會(huì)耗費(fèi)大量的材料，這與我國(guó)當(dāng)前提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略嚴(yán)重不符。為了平衡活性炭工作需求以及避免成本浪費(fèi)，需要加大飽和再生技術(shù)的研究，這在當(dāng)前乃至往后的一段時(shí)間，都有非常重要的意義。飽和炭再生技術(shù)在實(shí)際工作中，也會(huì)遇到很多問題，比如活性炭吸附的物質(zhì)存在多樣性，需要根據(jù)活性炭?jī)?nèi)部的雜質(zhì)靈活地、有針對(duì)地選擇技術(shù)脫附活性炭空隙中的雜質(zhì)，而飽和炭再生技術(shù)還在發(fā)展階段，對(duì)活性炭除雜能力也有限，難以有效地處理活性炭?jī)?nèi)所有雜質(zhì)；同時(shí)，隨著生活物品種類逐漸增多，使得除雜工作難度逐漸增大。為了保證活性炭除雜工作能夠順利進(jìn)行，并且可以取得良好的效果，需要不斷研發(fā)新的飽和炭再生技術(shù)，這樣才能解決吸附雜質(zhì)種類繁多的問題。目前，微生物再生、高溫蒸汽再生以及Fenton試劑氧化再生等方法都是比較新型的飽和炭再生技術(shù)，每種方法都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在脫附雜質(zhì)方面都有不錯(cuò)的表現(xiàn)，工作人員應(yīng)該根據(jù)工作要求，了解這些飽和炭再生技術(shù)，掌握每種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及劣勢(shì)，根據(jù)需要靈活地選擇除雜技術(shù)，保證可以達(dá)到要求，同時(shí)還應(yīng)該考慮到經(jīng)濟(jì)方面的影響。

3傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)

傳統(tǒng)活性炭處理技術(shù)有低溫?zé)嵩偕?、高溫?zé)嵩偕?、化學(xué)溶劑再生法。在化學(xué)溶劑再生法中，又可以根據(jù)工作應(yīng)用場(chǎng)所以及技術(shù)特點(diǎn)，將其分為酸堿溶液混合再生法、溶劑萃取再生法。除此之外，微生物再生法也是廢水處理中經(jīng)常使用的傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)。根據(jù)以往的數(shù)據(jù)可以了解到，傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)存在較多的弊端，雖然從原理上確實(shí)可以有效地處理廢水，但是在實(shí)際工作中，傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)已經(jīng)難以滿足工作需要。經(jīng)過處理之后的活性炭，其吸附能力受到極大的影響，難以像第一次一樣，吸附相同數(shù)量的雜質(zhì)，廢水除雜效果非常差。鑒于此，必須對(duì)傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，提升工作表現(xiàn)及效率。

4現(xiàn)代活性炭再生技術(shù)

由于傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)難以達(dá)到良好的效果，所以必須在原有技術(shù)上進(jìn)一步豐富技術(shù)內(nèi)容，保證活性炭再生技術(shù)可以在廢水除雜、凈化工作中有不錯(cuò)的表現(xiàn)。

4.1微波再生法

微波再生法是在熱再生法原理基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富、完善，形成的活性炭再生處理技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的原理與熱再生工作原理非常類似，但是在實(shí)際工作中，有很多內(nèi)容與熱再生處理方法又有一定的區(qū)別。微波再生法目前已經(jīng)研究了一段時(shí)間，并且已經(jīng)在工作中應(yīng)用一段時(shí)間，工作表現(xiàn)優(yōu)異。微波再生法并不限于活性炭，還能作用于硅膠、沸石以及高聚合物，再生處理效果優(yōu)異。

4.2高溫蒸汽再生活性炭

高溫蒸汽再生活性炭系統(tǒng)在污水深度處理中有非常不錯(cuò)的效果。其原理是通過過熱蒸汽發(fā)生器將水蒸氣加熱形成溫度值在400～800℃的過熱蒸汽，然后通過蒸汽管道和噴嘴系統(tǒng)將過熱蒸汽噴射到活性炭層內(nèi)部，之后持續(xù)加熱保溫，使得活性炭實(shí)現(xiàn)高溫脫附、裂解或碳化，原位在線實(shí)現(xiàn)活性炭再生，恢復(fù)活性炭高效的吸附能力。通水一段時(shí)間后，活性炭吸附能力會(huì)大大下降，此時(shí)，可使用活性炭再生技術(shù)，在了解再生周期和通水水質(zhì)情況后，啟動(dòng)備用活性炭罐，繼續(xù)通水，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。吸附飽和的活性炭罐，可啟動(dòng)過熱蒸汽發(fā)生器，將炭層溫度升高到450～550℃之后，保溫一段時(shí)間，以恢復(fù)活性炭吸附能力。使用高溫蒸汽再生活性炭技術(shù)需要了解再生系統(tǒng)工作原理、再生工序、再生過程中各個(gè)溫度的裂解產(chǎn)物。

4.3其他

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保工作的重視，工作人員也加大了對(duì)活性炭再生技術(shù)的研究，除了本文介紹的微波再生法、高溫蒸汽再生法，F(xiàn)enton試劑氧化再生法、SCF以及超聲波再生法也是工作人員研究出的新型活性炭再生處理技術(shù)。這些技術(shù)雖然仍然在完善階段，但是已經(jīng)投放于廢水處理工作中，根據(jù)調(diào)查得來的數(shù)據(jù)顯示，這些新型活性炭再生技術(shù)均有不錯(cuò)的工作表現(xiàn)。

5活性炭再生法存在的問題以及解決方法

5.1存在問題

目前，環(huán)保問題已經(jīng)逐漸成為影響發(fā)展的核心問題，活性炭是處理污水的有效手段，活性炭再生技術(shù)雖然有不錯(cuò)的表現(xiàn)，但是在社會(huì)不斷發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)已經(jīng)難以滿足工作需要?；钚蕴吭偕夹g(shù)可以解決活性炭一次性使用對(duì)資源造成的浪費(fèi)，增多活性炭使用次數(shù)，但這僅僅停留在理論層面，在實(shí)踐過程中會(huì)出現(xiàn)很多難題，比如：（1）活性炭吸附工作會(huì)根據(jù)其所應(yīng)用的領(lǐng)域不同，吸附不同的雜質(zhì)，吸附雜質(zhì)種類繁雜，當(dāng)前技術(shù)難以有效處理所有工作中遇到的雜質(zhì)，使得新型活性炭再生技術(shù)工作效果受到一定程度的影響。（2）傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)再生效果差，除雜效率低，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過活性炭再生技術(shù)處理的活性炭，吸附能力明顯下降，難以達(dá)到工作要求，同時(shí)還容易出現(xiàn)二次污染的問題。（3）我國(guó)并沒有隨著社會(huì)進(jìn)步，購(gòu)入新型的活性炭再生儀器，也沒有根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)的情況，創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)，這使得活性炭再生技術(shù)發(fā)展緩慢，難以滿足工作要求。（4）我國(guó)對(duì)活性炭再生方法研究不夠細(xì)致，很多問題只停留在較淺的層面上，這樣難以保證研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，難以為推進(jìn)活性炭再生方法創(chuàng)新、工作提供依據(jù)，這樣也使得活性炭再生技術(shù)應(yīng)用存在較大的問題。創(chuàng)新活性炭再生技術(shù)非常重要，但是活性炭再生技術(shù)需要較高的作業(yè)技術(shù)，對(duì)技術(shù)的要求較高。針對(duì)目前研究工作中存在的問題，新型活性炭再生技術(shù)需要加大研究力度，投入足夠的人力、物力、財(cái)力，且還需要花費(fèi)一段時(shí)間之后，才能有所收獲。

5.2解決方法

針對(duì)活性炭再生方法在發(fā)展過程中存在的問題，必須及時(shí)思考應(yīng)對(duì)方案。針對(duì)活性炭再生方法研究方面存在的不足，需要加大資金的投入，還需要我國(guó)相關(guān)從業(yè)人員耐心研究，這樣才能有效提升我國(guó)活性炭再生技術(shù)水平，從而可以通過再生處理優(yōu)化活性炭使用效果。我國(guó)在活性炭再生方法研究時(shí)間尚短，但是發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本等，早在很多年之前就開始重視生態(tài)，對(duì)活性炭再生技術(shù)的研究也較為領(lǐng)先。從當(dāng)前獲得數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，美國(guó)、日本等國(guó)家活性炭種類繁多，所以我國(guó)活性炭再生技術(shù)研究工作，可以向美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，了解這些國(guó)家的活性炭再生方法，學(xué)習(xí)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從而加快我國(guó)活性炭再生方法研究速度。研究活性炭再生方法過程中，應(yīng)該從活性炭結(jié)構(gòu)出發(fā)，思考再生技術(shù)。處理廢水的活性炭，其結(jié)構(gòu)基本為粉末狀或小顆粒狀，這種形狀的活性炭，清除其結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)具有較大的難度。同時(shí)，由于活性炭再生分離難度大，因此，需轉(zhuǎn)變工作思路，擴(kuò)大對(duì)不同種類活性炭的研究工作，在了解活性炭性質(zhì)的同時(shí)，根據(jù)其使用用途，重新思考活性炭再生技術(shù)。

6結(jié)束語

廢水處理再生分離難度極大，進(jìn)行廢水處理過程中，應(yīng)該根據(jù)活性炭多為小顆粒狀的特征，優(yōu)化再生工藝，并且確?；罨钚蕴靠梢栽趶U水處理期間獲得良好的效果，為此需收集廢水處理數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，從多角度分析，設(shè)計(jì)可行性高的活性炭制備工藝，擴(kuò)大活性炭應(yīng)用領(lǐng)域。

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作者：曹勇吉 李穎萱 單位：贏特環(huán)?？萍迹o錫）有限公司