廢水處理活性炭脫附再生方法應用

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摘要：活性炭具有較強的吸附功能，這與其多孔隙的結構特征是分不開的。因為其具備這種特殊結構，所以能夠容納多余雜質，有很強的吸附能力。鑒于此，活性炭經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利用率，希望文章內容對相關從業人員處理廢水有一定的幫助。

關鍵詞：活性炭；脫附再生；廢水處理；應用；研究

隨著經濟的發展，生活中出現了很多合成材料物質，廢水中的組份也隨之變得越來越復雜，如果處理不當將會嚴重影響環境以及水源質量。活性炭因為具有較強的吸附能力，所以成為處理廢水的常用材料，但是活性炭的經濟成本高，吸附飽和后難以再生，使得活性炭在廢水處理的應用中受到了較大影響。基于此，針對提高活性炭的重復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。

1活性炭概述

活性炭結構疏松、多孔，具有較強的吸附能力，處理廢水過程中可以吸附很多難降解的物質和色度，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，當活性炭原材料購買齊全之后，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，不需要大型設備也能完成。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、再干燥這幾個流程來制備。其中，再干燥環節是活性炭制作期間非常重要的組成部分，不能因為追求生產速度，跳過這個步驟，否則會影響到活性炭制品的吸附能力。活性炭除雜的應用范圍非常廣，在農業、工業等領域均有不錯的口碑。

2活性炭再生原理

活性炭再生技術就是將已經飽和的活性炭，再次還原成不飽和狀態，讓活性炭可以再次吸附雜質。其原理非常好理解，即在使用活性炭吸附的過程中，當活性炭吸附的物質累積一定數量之后，活性炭的內部結構中因為雜質堵塞內部空隙，已經沒有空間繼續存放雜質，所以需要使用一些方法將活性炭空隙中的雜質脫附出來，讓其恢復吸附雜質的能力，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，活性炭達到飽和狀態之后就失去了工作能力，而工業、農業或是環境保護等工作，需要使用大量的活性炭，如果活性炭只能一次性使用，將會耗費大量的材料，這與我國當前提倡的可持續發展戰略嚴重不符。為了平衡活性炭工作需求以及避免成本浪費，需要加大飽和再生技術的研究，這在當前乃至往后的一段時間，都有非常重要的意義。飽和炭再生技術在實際工作中，也會遇到很多問題，比如活性炭吸附的物質存在多樣性，需要根據活性炭內部的雜質靈活地、有針對地選擇技術脫附活性炭空隙中的雜質，而飽和炭再生技術還在發展階段，對活性炭除雜能力也有限，難以有效地處理活性炭內所有雜質；同時，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行，并且可以取得良好的效果，需要不斷研發新的飽和炭再生技術，這樣才能解決吸附雜質種類繁多的問題。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，每種方法都有著各自的優缺點，在脫附雜質方面都有不錯的表現，工作人員應該根據工作要求，了解這些飽和炭再生技術，掌握每種技術的優勢以及劣勢，根據需要靈活地選擇除雜技術，保證可以達到要求，同時還應該考慮到經濟方面的影響。

3傳統活性炭再生技術

傳統活性炭處理技術有低溫熱再生法、高溫熱再生法、化學溶劑再生法。在化學溶劑再生法中，又可以根據工作應用場所以及技術特點，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常使用的傳統活性炭再生技術。根據以往的數據可以了解到，傳統的活性炭再生技術存在較多的弊端，雖然從原理上確實可以有效地處理廢水，但是在實際工作中，傳統活性炭再生技術已經難以滿足工作需要。經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，吸附相同數量的雜質，廢水除雜效果非常差。鑒于此，必須對傳統活性炭再生技術進行創新，提升工作表現及效率。

4現代活性炭再生技術

由于傳統活性炭再生技術難以達到良好的效果，所以必須在原有技術上進一步豐富技術內容，保證活性炭再生技術可以在廢水除雜、凈化工作中有不錯的表現。

4.1微波再生法

微波再生法是在熱再生法原理基礎上，進一步豐富、完善，形成的活性炭再生處理技術。這項技術的原理與熱再生工作原理非常類似，但是在實際工作中，有很多內容與熱再生處理方法又有一定的區別。微波再生法目前已經研究了一段時間，并且已經在工作中應用一段時間，工作表現優異。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，再生處理效果優異。

4.2高溫蒸汽再生活性炭

高溫蒸汽再生活性炭系統在污水深度處理中有非常不錯的效果。其原理是通過過熱蒸汽發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將過熱蒸汽噴射到活性炭層內部，之后持續加熱保溫，使得活性炭實現高溫脫附、裂解或碳化，原位在線實現活性炭再生，恢復活性炭高效的吸附能力。通水一段時間后，活性炭吸附能力會大大下降，此時，可使用活性炭再生技術，在了解再生周期和通水水質情況后，啟動備用活性炭罐，繼續通水，保證系統穩定運行。吸附飽和的活性炭罐，可啟動過熱蒸汽發生器，將炭層溫度升高到450～550℃之后，保溫一段時間，以恢復活性炭吸附能力。使用高溫蒸汽再生活性炭技術需要了解再生系統工作原理、再生工序、再生過程中各個溫度的裂解產物。

4.3其他

隨著我國對環保工作的重視，工作人員也加大了對活性炭再生技術的研究，除了本文介紹的微波再生法、高溫蒸汽再生法，Fenton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。這些技術雖然仍然在完善階段，但是已經投放于廢水處理工作中，根據調查得來的數據顯示，這些新型活性炭再生技術均有不錯的工作表現。

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，環保問題已經逐漸成為影響發展的核心問題，活性炭是處理污水的有效手段，活性炭再生技術雖然有不錯的表現，但是在社會不斷發展的過程中，傳統活性炭再生技術已經難以滿足工作需要。活性炭再生技術可以解決活性炭一次性使用對資源造成的浪費，增多活性炭使用次數，但這僅僅停留在理論層面，在實踐過程中會出現很多難題，比如：（1）活性炭吸附工作會根據其所應用的領域不同，吸附不同的雜質，吸附雜質種類繁雜，當前技術難以有效處理所有工作中遇到的雜質，使得新型活性炭再生技術工作效果受到一定程度的影響。（2）傳統活性炭再生技術再生效果差，除雜效率低，經調查發現，通過活性炭再生技術處理的活性炭，吸附能力明顯下降，難以達到工作要求，同時還容易出現二次污染的問題。（3）我國并沒有隨著社會進步，購入新型的活性炭再生儀器，也沒有根據最新發現的情況，創新相關技術，這使得活性炭再生技術發展緩慢，難以滿足工作要求。（4）我國對活性炭再生方法研究不夠細致，很多問題只停留在較淺的層面上，這樣難以保證研究數據的準確性，難以為推進活性炭再生方法創新、工作提供依據，這樣也使得活性炭再生技術應用存在較大的問題。創新活性炭再生技術非常重要，但是活性炭再生技術需要較高的作業技術，對技術的要求較高。針對目前研究工作中存在的問題，新型活性炭再生技術需要加大研究力度，投入足夠的人力、物力、財力，且還需要花費一段時間之后，才能有所收獲。

5.2解決方法

針對活性炭再生方法在發展過程中存在的問題，必須及時思考應對方案。針對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，還需要我國相關從業人員耐心研究，這樣才能有效提升我國活性炭再生技術水平，從而可以通過再生處理優化活性炭使用效果。我國在活性炭再生方法研究時間尚短，但是發達國家如美國、日本等，早在很多年之前就開始重視生態，對活性炭再生技術的研究也較為領先。從當前獲得數據中可以發現，美國、日本等國家活性炭種類繁多，所以我國活性炭再生技術研究工作，可以向美國、日本等發達國家學習，了解這些國家的活性炭再生方法，學習相關經驗，從而加快我國活性炭再生方法研究速度。研究活性炭再生方法過程中，應該從活性炭結構出發，思考再生技術。處理廢水的活性炭，其結構基本為粉末狀或小顆粒狀，這種形狀的活性炭，清除其結構中的雜質具有較大的難度。同時，由于活性炭再生分離難度大，因此，需轉變工作思路，擴大對不同種類活性炭的研究工作，在了解活性炭性質的同時，根據其使用用途，重新思考活性炭再生技術。

6結束語

廢水處理再生分離難度極大，進行廢水處理過程中，應該根據活性炭多為小顆粒狀的特征，優化再生工藝，并且確保活活性炭可以在廢水處理期間獲得良好的效果，為此需收集廢水處理數據，構建數學模型，從多角度分析，設計可行性高的活性炭制備工藝，擴大活性炭應用領域。

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作者：曹勇吉 李穎萱 單位：贏特環保科技（無錫）有限公司