活性炭在水处理运行中存在使用量大、价高的问题,其费用往往占运行成本30%-45%。用过的活性炭不经处理即行废弃,不仅对资源是很大的浪费,还将造成二次污染。因此,将用过的饱和炭进行再生具有显著的经济价值。活性炭再生(或称活化),是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭微孔的吸附质子以去除,恢复其吸附性能,达到重复使用目的。
1 活性炭再生的几种方法
1.1 药剂洗脱的化学法
对于高浓度、低沸点的有机物吸附质,应首先考虑化学法再生。
(1)无机药剂再生。是指用无机酸(硫酸、盐酸) 或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除,又称酸碱再生法。例如吸附高浓度酚的炭,用氢氧化钠溶液洗涤,脱附的酚以酚钠盐形式被回收,再生工艺流程见图1。吸附废水中重金属的炭也可用此法再生,这时再生药剂使用HCl等。
(2)有机溶剂再生。用苯、丙酮及甲醇等有机溶利,萃取吸附在活性炭上的吸附质。再生工艺流程见图2。例如吸附高浓度酚的炭也可用有机溶剂再生。焦化厂煤气洗涤废水用活性炭处理后的饱和炭也可用有机溶剂再生。
采用药剂洗脱的化学再生法,有时可从再生液中回收有用的物质,再生操作可在吸附塔内进行,活性炭损耗较小,但再生不太彻底,微孔易堵塞,影响吸附性能的恢复率,多次再生后吸附性能明显降低。
1.2 生物再生法
利用经过驯化培养的菌种处理失效的活性炭,使吸附在活性炭上的有机物降解并氧化分解成C02 和H20,恢复其吸附性能,这种利用微生物再生饱和炭的方法,仅适用于吸附易被微生物分解的有机物的饱和炭,而且分解反应必须彻底,即有机物终被分解为C02和H20,否则有被活性炭再吸附的可能。如果处理水中含有生物难降解或难脱附的有机物,则生物再生效果将受影响。
生物再生试验流程见图3。吸附试验时4柱串联运行,再生运行时4柱并联操作。
近年来利用活性炭对水中有机物及溶解氧的强吸附特性,以及活性炭表面作为微生物聚集繁殖生长的良好载体,在适宜条件下,同时发挥活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用,这种协同作用的水处理技术称为生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)。这种方法可使活性炭使用周期比通常的吸附周期延长多倍,但使用一定时期后,被活性炭吸附而
难生物降解的那部分物质仍将影响出水水质。因此在饮用水深度处理运行中,过长的活性炭吸附周期将难以保证出水水质,定期更换活性炭是必须的。
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