熱再生法
原理:熱再生是通過升高溫度使活性炭吸附的有機(jī)物等雜質(zhì)分解或揮發(fā),從而恢復(fù)活性炭的吸附性能。在高溫條件下,被吸附的有機(jī)物會(huì)發(fā)生熱分解反應(yīng),從活性炭的孔隙中脫附出來。一般來說,熱解溫度在 700 - 1000℃左右,具體溫度取決于活性炭的種類和吸附的物質(zhì)。
步驟:首先將使用過的活性炭從過濾器中取出,放置在專門的再生爐中。在加熱過程中,要控制升溫速率,避免活性炭因溫度變化過快而損壞。加熱到預(yù)定溫度后,保持一段時(shí)間,使有機(jī)物充分分解。然后,在無氧或低氧環(huán)境下冷卻活性炭,防止其再次氧化。冷卻后的活性炭就可以重新裝填到過濾器中使用。不過,這種方法需要專業(yè)的設(shè)備,且能耗較高。
化學(xué)再生法
酸堿再生
原理:對(duì)于吸附了一些能與酸堿發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的活性炭,可以采用酸堿再生法。例如,活性炭吸附了金屬離子,用酸處理可以使金屬離子溶解,重新釋放出活性炭的吸附位點(diǎn)。對(duì)于吸附了堿性物質(zhì)的活性炭,用堿溶液處理可以達(dá)到類似的效果。
步驟:先將活性炭從過濾器中取出,用清水沖洗掉表面的雜質(zhì)。然后將其浸泡在適當(dāng)濃度的酸(如鹽酸、硫酸)或堿(如氫氧化鈉)溶液中,浸泡時(shí)間根據(jù)吸附物質(zhì)的性質(zhì)和量而定,一般在數(shù)小時(shí)到一天不等。浸泡后,用清水反復(fù)沖洗活性炭,直到?jīng)_洗液的酸堿度達(dá)到中性,再進(jìn)行干燥后就可以重新使用。
氧化再生
原理:利用氧化劑將活性炭吸附的有機(jī)物氧化分解,使其脫附。常用的氧化劑有過氧化氫()、臭氧()等。例如,過氧化氫可以在一定條件下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(?OH),這些自由基能夠與活性炭上吸附的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng),將有機(jī)物分解為小分子物質(zhì),從而使活性炭再生。
步驟:將活性炭置于含有氧化劑的溶液中,控制好氧化劑的濃度、溫度和反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后,用清水沖洗活性炭,去除殘留的氧化劑和氧化產(chǎn)物,然后進(jìn)行干燥處理,使其恢復(fù)吸附能力。
生物再生法
原理:生物再生是利用微生物的代謝作用來分解活性炭吸附的有機(jī)物。微生物在活性炭的孔隙和表面生長繁殖,將吸附的有機(jī)物作為營養(yǎng)源進(jìn)行分解代謝,從而使活性炭的吸附位點(diǎn)得到恢復(fù)。這種方法適用于處理吸附了可生物降解有機(jī)物的活性炭。
步驟:首先要選擇合適的微生物菌群,可以是自然存在的微生物,也可以是經(jīng)過篩選和培養(yǎng)的特定微生物。將微生物接種到含有使用過的活性炭的再生反應(yīng)器中,提供適宜的環(huán)境條件,如溫度、pH 值、溶解氧等。在微生物代謝過程中,要定期監(jiān)測(cè)有機(jī)物的分解情況,當(dāng)再生效果達(dá)到要求后,取出活性炭,用清水沖洗,去除微生物和代謝產(chǎn)物,然后就可以重新使用。
電化學(xué)再生法
原理:電化學(xué)再生是在電場(chǎng)作用下,使活性炭表面的吸附物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)活性炭的再生。在電化學(xué)體系中,活性炭作為電極,在電流的作用下,吸附的有機(jī)物會(huì)在電極表面發(fā)生氧化或還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化為可溶的小分子物質(zhì),從活性炭表面脫附。
步驟:將活性炭制成電極,放入含有電解質(zhì)的電解槽中。通過外接電源施加一定的電壓,啟動(dòng)電化學(xué)再生過程。在再生過程中,要控制好電流密度、電解時(shí)間等參數(shù)。再生完成后,將活性炭從電解槽中取出,用清水沖洗,去除殘留的電解質(zhì)和反應(yīng)產(chǎn)物,經(jīng)過干燥后重新裝填到過濾器中使用。
超聲波再生法
原理:超聲波在液體中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)??栈菰诒罎⑺查g會(huì)產(chǎn)生高溫、高壓和強(qiáng)烈的沖擊波,這些物理作用能夠使活性炭孔隙中的吸附物質(zhì)受到?jīng)_擊而脫附。同時(shí),超聲波還可以改善活性炭表面的潤濕性,促進(jìn)吸附物質(zhì)的脫附。
步驟:將使用過的活性炭放入裝有再生液(可以是水或適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑)的容器中,將超聲波發(fā)生器的探頭插入溶液中,開啟超聲波設(shè)備。在超聲波作用下,經(jīng)過一段時(shí)間(一般在數(shù)十分鐘到數(shù)小時(shí)不等),使吸附物質(zhì)脫附。然后將活性炭取出,用清水沖洗,干燥后即可重新使用。