活性炭應(yīng)用技術(shù)論文

　　活性炭是廢水處理中常用的一種有效的吸附劑，下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的活性炭應(yīng)用技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!

　　活性炭應(yīng)用技術(shù)論文篇一

　　活性炭再生技術(shù)

　　【摘要】：活性炭是廢水處理中常用的一種有效的吸附劑，但是若廢棄飽和活性炭不但造成了很大的浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了二次污染，所以活性炭的再生技術(shù)應(yīng)引起工程界的重視，本文以下內(nèi)容將對(duì)活性炭再生技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，以供大家參考學(xué)習(xí)之用。

　　【關(guān)鍵詞】：活性炭;再生技術(shù);廢水處理;吸附劑;飽和活性炭

　　Abstract: Activated carbon is commonly used as an effective adsorbent in wastewater treatment, but if abandoned saturated activated carbon not only caused a great waste, and put out the secondary pollution for the environment, so the regeneration of activated carbon technology should cause the engineering sector attention, this article will analyzes activated carbon regeneration for the reference study purposes.Key words: activated carbon; renewable technologies; wastewater treatment; adsorbent; saturated activated carbon

　　中圖分類號(hào)：TQ424.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2012)04-0020-02

　　1、前言

　　改革開放以來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)環(huán)境提出了越來越高的要求，廢水處理被廣泛的應(yīng)用到城市中?；钚蕴渴菑U水處理中常用的一種有效的吸附劑，其是一種具有特殊微晶結(jié)構(gòu)和巨大比表面積的無定形碳，活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。但是對(duì)于吸附飽和的活性炭來說，若直接進(jìn)行廢棄，不但造成了很大的浪費(fèi)，而且產(chǎn)生了二次污染，在這種情況下，活性炭的再生技術(shù)越來越受到工程界的重視，本文以下內(nèi)容將對(duì)活性炭再生技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，以供大家參考學(xué)習(xí)之用。

　　2、活性炭的應(yīng)用歷史

　　第一件大事是活性炭防毒面具，在20世紀(jì)20年代在第一次世界大戰(zhàn)中的應(yīng)用?？梢砸源俗鳛閯澐只钚蕴繎?yīng)用歷史的第一階段和第二階段的界限?；钚蕴康膽?yīng)用初期主要是在糖業(yè)生產(chǎn)中逐步用粉炭代替了原來應(yīng)用的骨炭，第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)活性炭顆粒大量被應(yīng)用于防毒面具，掀開了工業(yè)化學(xué)史上輝煌的一頁。當(dāng)時(shí)荷蘭的Norit和捷克斯洛伐克、瑞士等國的批發(fā)商和制造商曾成立一個(gè)聯(lián)合公司，說明在歐洲萌芽的活性炭也是被廣為看好的新興產(chǎn)業(yè)。第二件大事是活性炭具有除臭作用，數(shù)以百計(jì)的自來水廠在20世紀(jì)40年代采用了活性炭除臭。以此作為劃分活性炭應(yīng)用歷史的第二階段與第三階段的界限。此后，隨著環(huán)境保護(hù)日益受到重視，政府法令的日趨嚴(yán)格?；钚蕴坎粌H在凈水方面，而且在凈氣等方面的用量劇增，使得在20世紀(jì)的后半葉，環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為活性炭應(yīng)用的大戶，由此活性炭歷史進(jìn)入了第三階段，即發(fā)展階段。

　　3、活性炭的再生技術(shù)

　　活性炭的再生技術(shù)有加熱再生法、化學(xué)再生法、生物再生法、電化學(xué)再生法、超聲波再生法和催化濕式氧化再生法幾種類型，下面將分別進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

　　3.1、加熱再生法

　　加熱再生法是發(fā)展歷史最長、應(yīng)用最多的一種再生方法，其原理是根據(jù)有機(jī)物在加熱過程中分解脫附的溫度不同。加熱再生法可以分為低溫加熱再生和高溫加熱再生。

　　3.1.1、低溫加熱再生法

　　低溫加熱再生法主要應(yīng)用于吸附簡(jiǎn)單的低分子的炭氫化合物和芳香族有機(jī)物的活性炭的再生技術(shù)，由于這些 有機(jī)物的沸點(diǎn)較低，一般加熱到300度以下即可脫附，脫附后的有機(jī)物蒸汽經(jīng)過冷卻后可以回收利用。

　　3.1.2、高溫加熱再生法

　　用于水處理的飽和炭，要使牢固吸附在活性炭表面上的有機(jī)物脫附，恢復(fù)其活性，高溫加熱再生是最恰當(dāng)?shù)姆椒?。在高溫加熱再生過程中，吸附在活性炭上的有機(jī)物有所變化，根據(jù)加熱到不同溫度時(shí)的有機(jī)物的變化，一般可分為干燥、炭化及活化三個(gè)階段：第一，干燥階段，加熱溫度在100-130度，使含水達(dá)40-50%的飽和炭得到干燥。在這個(gè)階段所需熱量為再生過程總熱量的50%。第二，炭化階段，飽和炭加熱升溫，使有機(jī)物揮發(fā)分解、炭化。第三，活化階段，在這個(gè)階段，通入水蒸氣、CO2、O2等氧化性氣體作為活化氣體，使炭化階段殘留在活性炭微孔中的炭，在850度左右的溫度下分解成CO、CO2及H2等氣體，活性炭微孔得到清理，重新恢復(fù)吸附性能。

　　加熱再生過程中，除應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕驹偕鷹l件外，實(shí)際上還有以下及幾個(gè)問題應(yīng)注意：第一，由于反復(fù)再生，活性炭的性能隨再生次數(shù)下降。第二，由于吸附-再生操作的反復(fù)進(jìn)行，在再生炭中逐漸積累了堿性金屬氧化物和鐵等灰分，由于這些物質(zhì)的觸媒作用，助長了活性炭基質(zhì)的燃燒，隨著強(qiáng)度減小，細(xì)孔分布向大的方面偏移。第三，灰分的增加及吸附性能的下降有相關(guān)關(guān)系，如將飽和炭先用鹽酸處理，再生炭的性能可得到改善。

　　3.2、化學(xué)再生法

　　化學(xué)再生法主要適用于高濃度、低沸點(diǎn)的有機(jī)物吸附質(zhì)，其主要包括無機(jī)藥劑再生和有機(jī)藥劑再生技術(shù)。前者是指用無機(jī)酸或堿等藥劑使吸附質(zhì)脫除，后者主要是指用笨、丙酮及甲醇等有機(jī)溶劑萃取吸附在活性炭省的吸附質(zhì)，例如吸附高濃度酚的炭就可以用有機(jī)溶劑再生。

　　采用化學(xué)再生法，可以從再生液中回收有用的物質(zhì)，再生操作可在吸附塔內(nèi)進(jìn)行，這種情況下，活性炭的損耗比較少，但再生的不是很徹底，活性炭的微孔容易被堵塞，影響了活性炭的吸附性能，若利用此方法多次再生后，其吸附能力將明顯降低。

　　3.3、生物再生法

　　生物再生法是利用菌種處理吸附飽和的活性炭，使吸附在活性炭上的有機(jī)物降解并氧化分解成二氧化碳和水，達(dá)到恢復(fù)活性炭吸附能力的目的，但是這種方法僅僅適用于吸附易被微生物分解的有機(jī)物的飽和碳，而且分解反應(yīng)發(fā)生的不是很徹底。

　　隨著科技的不斷發(fā)展，目前在市場(chǎng)出現(xiàn)了一種生物活性碳，其實(shí)利用活性炭對(duì)水中有機(jī)物及央企的吸附性能，以及活性炭表面的多孔性可以作為微生物聚集繁殖聲場(chǎng)的良好載體，在適宜的條件下，可以同時(shí)發(fā)揮活性的吸附作用和微生物的生物降解作用，以起到協(xié)同作用的水處理技術(shù)。

　　3.4、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(gè)主電極之間,在電解液中,加以直流電場(chǎng),活性炭在電場(chǎng)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(duì)象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。

　　3.5、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)及大量的水份都加熱到較高的溫度,有時(shí)甚至達(dá)到汽化溫度,因此能量消耗很大,且工藝設(shè)備復(fù)雜。其實(shí),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(dá)到再生活性炭的目的。超聲波再生就是針對(duì)這一點(diǎn)而提出的。超聲再生的最大特點(diǎn)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℃。每處理一立方米活性炭采用功率為50W的超聲發(fā)生器120min,相當(dāng)于每立方米活性炭再生時(shí)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(duì)物理吸附有效,目前再生效率僅為45%左右,且活性炭孔徑大小對(duì)再生效率有很大影響。

　　3.6、催化濕式氧化再生法

　　傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高,能耗較大。影響再生效率的主要原因是再生溫度,但提高再生溫度會(huì)增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。所以，人們開始考慮借助一種高效催化劑的化學(xué)物質(zhì),采用催化濕式氧化法再生活性炭。隨著可持續(xù)科學(xué)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，在近幾年一些傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)與工藝有了新的改進(jìn)與突破的同時(shí)，新再生技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。

　　4、結(jié)尾

　　隨著人們對(duì)生活質(zhì)量和生活環(huán)境的要求不斷提高，活性炭的應(yīng)用空間將會(huì)是非常大。作為一名技術(shù)人員，應(yīng)該在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)，并注重借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，為活性炭再生技術(shù)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]《煤質(zhì)活性炭的再生原理和方法》梁大明等，化學(xué)工業(yè)出版社

　　[2] 《活性炭應(yīng)用理論與技術(shù)》蔣劍春等，化學(xué)工業(yè)出版社

　　[3] 《活性炭的應(yīng)用生產(chǎn)、加工新技術(shù)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)實(shí)務(wù)全書》王居等，遠(yuǎn)方出版社

　　[4] 《活性炭》古可隆等，教育科學(xué)出版社

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