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活性炭的再利用技術(shù)：
1、藥劑洗脫的化學(xué)法
　　 對(duì)于高濃度、低沸點(diǎn)的有機(jī)物吸附質(zhì)，應(yīng)首先考慮化學(xué)法再利用。
　　 (1)無(wú)機(jī)藥劑再利用。是指用無(wú)機(jī)酸(硫酸、鹽酸) 或堿(氫氧化鈉)等藥劑使吸附質(zhì)脫除，又稱(chēng)酸堿再利用法。例如吸附高濃度酚的炭，用氫氧化鈉溶液洗滌，脫附的酚以酚鈉鹽形式被回收，再利用工藝流程見(jiàn)圖1。吸附廢水中重金屬的炭也可用此法再利用，這時(shí)再利用藥劑使用HCl等。

　　 1 吸附酚的飽和炭無(wú)機(jī)藥劑再利用工藝流程
　　(2)有機(jī)溶劑再利用。用苯、丙酮及甲醇等有機(jī)溶利，萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)。再利用工藝流程見(jiàn)圖2。例如吸附高濃度酚的炭也可用有機(jī)溶劑再利用。焦化廠煤氣洗滌廢水用活性炭處理后的飽和炭也可用有機(jī)溶劑再利用。

2 有機(jī)溶劑再利用工藝流程
　　采用藥劑洗脫的化學(xué)再利用法，有時(shí)可從再利用液中回收有用的物質(zhì)，再利用操作可在吸附塔內(nèi)進(jìn)行，活性炭損耗較小，但再利用不太完全，微孔易堵塞，影響吸附性能的恢復(fù)率，多次再利用后吸附性能明顯降低。
1．2 生物再利用法
　　 利用經(jīng)過(guò)馴化培養(yǎng)的菌種處理失效的活性炭，使吸附在活性炭上的有機(jī)物降解并氧化分解成C02 和H20，恢復(fù)其吸附性能，這種利用微生物再利用飽和炭的方法，僅適用于吸附易被微生物分解的有機(jī)物的飽和炭，而且分解反應(yīng)必須完全，即有機(jī)物較終被分解為C02和H20，否則有被活性炭再吸附的可能。如果處理水中含有生物難降解或難脫附的有機(jī)物，則生物再利用效果將受影響。
　　 生物再利用試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3。吸附試驗(yàn)時(shí)4柱串聯(lián)運(yùn)行，再利用運(yùn)行時(shí)4柱并聯(lián)操作。
　　 近年來(lái)利用活性炭對(duì)水中有機(jī)物及溶解氧的強(qiáng)吸附特性，以及活性炭表面作為微生物聚集繁殖生長(zhǎng)的良好載體，在適宜條件下，同時(shí)發(fā)揮活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，這種協(xié)同作用的水處理技術(shù)稱(chēng)為生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC)。這種方法可使活性炭使用周期比通常的吸附周期延長(zhǎng)多倍，但使用一定時(shí)期后，被活性炭吸附而難生物降解的那部分物質(zhì)仍將影響出水水質(zhì)。因此在飲用水深度處理運(yùn)行中，過(guò)長(zhǎng)的活性炭吸附周期將難以保障出水水質(zhì)，定期更換活性炭是必須的。

3 生物再利用試驗(yàn)流程
1．3濕式氧化法
　　 這種再利用法通常用于再利用粉末活性炭，如為提高曝氣池處理能力投加的粉末炭。將吸附飽和的炭漿升溫至200～250℃，通入空氣加壓至(300～700) X104P，，在反應(yīng)塔內(nèi)被活性炭吸附的有機(jī)物在高溫高壓下氧化分解，使活性炭得到再利用。再利用后的炭經(jīng)熱交換器冷卻后，送入儲(chǔ)炭槽再回用。有機(jī)物碳化后的灰分在反應(yīng)器底部集積后定期排放。
　　 濕式氧化法適宜處理毒性高、生物難降解的吸附質(zhì)。溫度和壓力須根據(jù)吸附質(zhì)特性而定，因?yàn)檫@直接影響炭的吸附性能恢復(fù)率和炭的損耗。這種再利用法的再利用系統(tǒng)附屬設(shè)施多，所以操作較麻煩。
1．4 電解氧化法
　　 利用電解時(shí)產(chǎn)生的新生態(tài)[O]，[C1]等強(qiáng)氧化劑，使活性炭吸附的有機(jī)物氧化分解。但在實(shí)際運(yùn)行中，存在金屬電極腐蝕、鈍化、絮凝物堵塞等問(wèn)題。而不溶性電極--石墨存在體積大、電阻高、耗電大等缺點(diǎn)，因此尚未見(jiàn)在實(shí)踐中應(yīng)用。
1．5 加熱再利用法
　　 根據(jù)有機(jī)物在加熱過(guò)程中分解脫附的溫度不同，加熱再利用分為低溫加熱再利用和高溫加熱再利用。
　　 (1)低溫加熱再利用法。對(duì)于吸附沸點(diǎn)較低的低分子碳?xì)浠衔锖头枷阕逵袡C(jī)物的飽和炭，一般用 100～200℃蒸汽吹脫使炭再利用，再利用可在吸附塔內(nèi)進(jìn)行。脫附后的有機(jī)物蒸汽經(jīng)冷凝后可回收利用。常用于氣體吸附的活性炭再利用。蒸汽吹脫方法也用于啤酒、飲料行業(yè)工藝用水前級(jí)處理的飽和活性炭再利用。
　　 (2)高溫加熱再利用法。在水處理中，活性炭吸附的多為熱分解型和難脫附型有機(jī)物，且吸附周期長(zhǎng)。高溫加熱再利用法通常經(jīng)過(guò)850℃高溫加熱，使吸附在活性炭上的有機(jī)物經(jīng)碳化、活化后達(dá)到再利用目的，吸附恢復(fù)率高、且再利用效果穩(wěn)定。因此，對(duì)用于水處理的活性炭的再利用，普遍采用高溫加熱法。
　　 經(jīng)脫水后的活性炭，加熱再利用全過(guò)程一般需經(jīng)過(guò)下述3個(gè)階段。
　　 (1)干燥階段。將含水率在50％～86％的濕炭，在100-150℃溫度下加熱，使炭粒內(nèi)吸附水蒸發(fā)，同時(shí)部分低沸點(diǎn)有機(jī)物也隨之揮發(fā)。在此階段內(nèi)所消耗熱量占再利用全過(guò)程總能耗的50％一 70％。
　　 (2)焙燒階段，或稱(chēng)碳化階段。粒炭被加熱升溫至150～700℃。不同的有機(jī)物隨溫度升高，分別以揮發(fā)、分解、碳化、氧化的形式，從活性炭的基質(zhì)上消滅。通常到此階段，再利用炭的吸附恢復(fù)率已達(dá)到 60％～85％。
　　 (3)活化階段。有機(jī)物經(jīng)高溫碳化后，有相當(dāng)部分碳化物殘留在活性炭微孔中。此時(shí)碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性氣體進(jìn)行氣化反應(yīng)，使殘留碳化物在850℃左右氣化成CO2，CO等氣體。使微孔表面得到清理，恢復(fù)其吸附性能。
　　 殘留碳化物與氧化性氣體的反應(yīng)式如下：
　　　　 C + O2 → CO2↑
　　　　 C + H2O → CO↑+H2↑
　　　　 C + CO2 → 2CO↑
　　 高溫再利用過(guò)程中，氧對(duì)活性炭的基質(zhì)影響很大，因此必須在微正壓條件下運(yùn)行。過(guò)量的氧將使活性炭燒損灰化，而過(guò)低的氧量又將影響爐內(nèi)溫度和再利用效果。因此，一般的高溫加熱再利用爐內(nèi)對(duì)氧必須嚴(yán)格控制，余氧量小于1％，CO含量為2．5％左右，水蒸汽注入量為0．2-1 kg／kg活性炭(根據(jù)爐型確定)。
　　 活性炭再利用設(shè)備的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在：吸附恢復(fù)率、炭損率、強(qiáng)度、能量消耗、輔料消耗、再利用溫度、再利用時(shí)間、對(duì)人體和環(huán)境的影響、設(shè)備及基礎(chǔ)投資、操作管理檢修的繁簡(jiǎn)程度。
　　 此外，任何活性炭高溫加熱再利用裝置中都需要妥善解決的是防止炭粒相互粘結(jié)、燒結(jié)成塊并造成局部起火或堵塞通道，甚至導(dǎo)致運(yùn)行癱瘓的現(xiàn)象。

3 放電高溫加熱再利用法
3．1 方法簡(jiǎn)介
　　 這是一種與傳統(tǒng)高溫加熱再利用方法完全不同的再利用方法。傳統(tǒng)方法是在密閉條件下，通過(guò)爐體間接或在爐內(nèi)空間直接向活性炭加熱，使炭由表及里地逐漸升溫，較后達(dá)到850℃高溫并通入水蒸汽。國(guó)外學(xué)者認(rèn)為通常的加熱再利用升溫速度不能超過(guò)10 ℃／mid，以防炭基質(zhì)燒損，因此再利用全過(guò)程長(zhǎng)達(dá)6h。
　　 而該方法是讓炭自身迅速升溫，使干燥、焙燒、活化三個(gè)階段在5～10 min內(nèi)迅速完成。不需要在密閉條件下操作，不需要通入水蒸汽活化。在達(dá)到高溫850℃情況下可與空氣接觸，自然冷卻，不至于全部灰化。其強(qiáng)度也不受影響，炭損耗率<2％，碘吸附恢復(fù)率95％一100％。放電再利用法不僅效率高，能耗也低。干炭(干基含水率6％左右)再利用電耗僅0．18～0．20 kW·h／kg活性炭。濕炭(干基含水率約86％)再利用全過(guò)程電耗約0．8kW·h／kg活性炭，此電耗值是多層耙式爐能耗的1／7，是熱回收移動(dòng)床再利用爐能耗的1／5；是熱不回收移動(dòng)床再利用爐能耗的1／10；是直接通電式二段爐能耗的1／2。
　　 放電高溫加熱再利用法與直接通電式再利用法的類(lèi)同點(diǎn)是利用了炭自身導(dǎo)電性并具有電阻這一特性。但放電高溫加熱再利用是控制能量，使其強(qiáng)制形成脈沖電孤，對(duì)被再利用的炭進(jìn)行放電，放電頻率在3 000 次／min左右，使再利用全過(guò)程在5～10 min完成，再利用溫度達(dá)到800-900℃。
　　 國(guó)內(nèi)研制成功的活性炭強(qiáng)制放電再利用方法及裝置(發(fā)明專(zhuān)利號(hào)85100619．A)已應(yīng)用在黃金礦山、熱電廠、啤酒、飲料、化工等行業(yè)的活性炭再利用多年，其原理見(jiàn)圖11。再利用量為100 ks／h的強(qiáng)制放電再利用爐平面尺寸僅為1．6 mX2．0m，高度為2．5m。近年來(lái)放電高溫再利用方法又有新的創(chuàng)新--活性炭調(diào)頻放電脈動(dòng)再利用裝置 (專(zhuān)利號(hào) ZL01210957．6)，使放電高溫再利用裝置效率更高，體積更小，再利用量為100kg／h的再利用爐子面尺寸僅為 1．3 mXl．2 m，高度僅2．0 m。是一種值得推廣的活性炭再利用裝置。

　　
3.2 放電過(guò)程的功能
　　 放電再利用所以具有卓越效果，在于放電過(guò)程中有下述功能：
　　 (1)高溫使吸附的有機(jī)物迅速氣化、碳化。
　　 (2)放電孤隙中的氣體熱游離和電錘效應(yīng)，使活性炭吸附物被瞬間電離而分解。
　　 (3)放電形成的紫外線，使炭粒間空氣中的氧有部分產(chǎn)生臭氧，對(duì)吸附物起放電氧化作用。
　　 (4)吸附水在瞬間成為過(guò)熱水蒸汽，與碳化物進(jìn)行水性氧化反應(yīng)。

4 結(jié)語(yǔ)
　　 (1)對(duì)用于水處理的飽和活性炭再利用，高溫加熱再利用法的再利用效果合適。
　　 (2)高溫加熱再利用裝置中，以移動(dòng)床式、多層式再利用裝置再利用效果較好。回轉(zhuǎn)式操作較方便，但再利用效果與能達(dá)到的較高溫度有關(guān)。
　　 (3)以電作能源的加熱再利用裝置中，以直接通電式再利用裝置較有應(yīng)用價(jià)值。
　　 (4)放電高溫加熱再利用法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、體積小、占地少、電耗低、效率高，不需水蒸汽活化、炭耗少、吸附恢復(fù)率高等優(yōu)點(diǎn)。是一種值得推廣的活性炭再利用裝置。

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