活性炭回收/再生方法的选择取决于活性炭的种类、吸附的物质性质以及经济成本等因素。
1. 热再生法
这是目前应用较广泛、技术较成熟的方法。
原理:在高温下,将吸附在活性炭上的有机物分解或气化。
过程(通常在专门的再生炉中进行,如回转窑、流化床炉):
干燥阶段(100-150°C):蒸发活性炭孔隙中的水分。
碳化阶段(300-700°C):在缺氧或无氧条件下,使大部分有机物分解成小分子碳氢化合物和焦炭。
活化阶段(700-1000°C):通入水蒸气、二氧化碳或烟道气等活化剂,将残留的焦炭气化,重新打开被堵塞的孔隙,恢复吸附能力。
优点:再生效率高(吸附性能可恢复90%以上),适用性广,可处理多种有机物。
缺点:能耗高,设备投资大,会产生二次废气(需要配套废气处理系统)。
2. 化学再生法
原理:利用化学溶剂(如酸、碱、有机溶剂)与吸附质发生反应,将其从活性炭上溶解或解吸下来。
过程:将废活性炭浸泡在化学试剂中,通过萃取、中和、氧化还原等反应去除吸附物,然后用水冲洗干净,再干燥。
优点:再生条件温和(常温或低温),对活性炭本身损耗小。
缺点:容易产生化学废水,需要后续处理;针对性强,一种化学品通常只对特定吸附物有效。
3. 生物再生法
原理:利用微生物将吸附在活性炭上的有机物分解成二氧化碳和水。
过程:将特定菌种接种到饱和的活性炭上,并提供适宜的生存条件(如营养、氧气、温度)。
优点:能耗低,无二次污染,环境友好。
缺点:再生周期非常长(数周甚至数月),效率低,仅适用于可生物降解的有机物,目前大多处于实验室研究阶段,工业应用较少。
4. 其他再生方法
湿式氧化再生:在高温高压条件下,利用氧气或空气将有机物氧化分解。
微波再生:利用微波加热,选择性、高效地加热吸附的极性物质,使其脱附或分解。
*声波再生:利用*声波的空化效应破坏吸附平衡,使吸附质脱附。