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        废水处理活性炭脱附再生方法应用

        摘要:活性炭具有较强的吸附功能,这与其多孔隙的结构特征是分不开的。因为其具备这种特殊结构,所以能够容纳多余杂质,有很强的吸附能力。鉴于此,活性炭经常作为吸附剂活跃于废水处理工艺之中。文章围绕活性炭脱附再生方法展开研究,旨在提高活性炭在废水处理中的重复利用率,希望文章内容对相关从业人员处理废水有一定的帮助。

        关键词:活性炭;脱附再生;废水处理;应用;研究

        随着经济的发展,生活中出现了很多合成材料物质,废水中的组份也随之变得越来越复杂,如果处理不当将会严重影响环境以及水源质量。活性炭因为具有较强的吸附能力,所以成为处理废水的常用材料,但是活性炭的经济成本高,吸附饱和后难以再生,使得活性炭在废水处理的应用中受到了较大影响。基于此,针对提高活性炭的重复利用率展开研究十分重要,可以保证废水处理工作取得良好的工作成绩。

        1活性炭概述

        活性炭结构疏松、多孔,具有较强的吸附能力,处理废水过程中可以吸附很多难降解的物质和色度,是深度处理废水的首选方法。其制作原料都是一些容易收集并且生活中常见的材料,如木料、竹炭、果壳等,当活性炭原材料购买齐全之后,可以使用物理方法将其制成活性炭。制作活性炭的过程使用的物理方法非常传统,不需要大型设备也能完成。制作活性炭需要注重方法以及顺序,主要采用粉碎、过筛、干燥、炭化、活化、清洗、再干燥这几个流程来制备。其中,再干燥环节是活性炭制作期间非常重要的组成部分,不能因为追求生产速度,跳过这个步骤,否则会影响到活性炭制品的吸附能力。活性炭除杂的应用范围非常广,在农业、工业等领域均有不错的口碑。

        2活性炭再生原理

        活性炭再生技术就是将已经饱和的活性炭,再次还原成不饱和状态,让活性炭可以再次吸附杂质。其原理非常好理解,即在使用活性炭吸附的过程中,当活性炭吸附的物质累积一定数量之后,活性炭的内部结构中因为杂质堵塞内部空隙,已经没有空间继续存放杂质,所以需要使用一些方法将活性炭空隙中的杂质脱附出来,让其恢复吸附杂质的能力,采用再生方式可以控制不断更换新活性炭的形成成本。以往工作中,活性炭达到饱和状态之后就失去了工作能力,而工业、农业或是环境保护等工作,需要使用大量的活性炭,如果活性炭只能一次性使用,将会耗费大量的材料,这与我国当前提倡的可持续发展战略严重不符。为了平衡活性炭工作需求以及避免成本浪费,需要加大饱和再生技术的研究,这在当前乃至往后的一段时间,都有非常重要的意义。饱和炭再生技术在实际工作中,也会遇到很多问题,比如活性炭吸附的物质存在多样性,需要根据活性炭内部的杂质灵活地、有针对地选择技术脱附活性炭空隙中的杂质,而饱和炭再生技术还在发展阶段,对活性炭除杂能力也有限,难以有效地处理活性炭内所有杂质;同时,随着生活物品种类逐渐增多,使得除杂工作难度逐渐增大。为了保证活性炭除杂工作能够顺利进行,并且可以取得良好的效果,需要不断研发新的饱和炭再生技术,这样才能解决吸附杂质种类繁多的问题。目前,微生物再生、高温蒸汽再生以及Fenton试剂氧化再生等方法都是比较新型的饱和炭再生技术,每种方法都有着各自的优缺点,在脱附杂质方面都有不错的表现,工作人员应该根据工作要求,了解这些饱和炭再生技术,掌握每种技术的优势以及劣势,根据需要灵活地选择除杂技术,保证可以达到要求,同时还应该考虑到经济方面的影响。

        3传统活性炭再生技术

        传统活性炭处理技术有低温热再生法、高温热再生法、化学溶剂再生法。在化学溶剂再生法中,又可以根据工作应用场所以及技术特点,将其分为酸碱溶液混合再生法、溶剂萃取再生法。除此之外,微生物再生法也是废水处理中经常使用的传统活性炭再生技术。根据以往的数据可以了解到,传统的活性炭再生技术存在较多的弊端,虽然从原理上确实可以有效地处理废水,但是在实际工作中,传统活性炭再生技术已经难以满足工作需要。经过处理之后的活性炭,其吸附能力受到极大的影响,难以像第一次一样,吸附相同数量的杂质,废水除杂效果非常差。鉴于此,必须对传统活性炭再生技术进行创新,提升工作表现及效率。

        4现代活性炭再生技术

        由于传统活性炭再生技术难以达到良好的效果,所以必须在原有技术上进一步丰富技术内容,保证活性炭再生技术可以在废水除杂、净化工作中有不错的表现。

        4.1微波再生法

        微波再生法是在热再生法原理基础上,进一步丰富、完善,形成的活性炭再生处理技术。这项技术的原理与热再生工作原理非常类似,但是在实际工作中,有很多内容与热再生处理方法又有一定的区别。微波再生法目前已经研究了一段时间,并且已经在工作中应用一段时间,工作表现优异。微波再生法并不限于活性炭,还能作用于硅胶、沸石以及高聚合物,再生处理效果优异。

        4.2高温蒸汽再生活性炭

        高温蒸汽再生活性炭系统在污水深度处理中有非常不错的效果。其原理是通过过热蒸汽发生器将水蒸气加热形成温度值在400~800℃的过热蒸汽,然后通过蒸汽管道和喷嘴系统将过热蒸汽喷射到活性炭层内部,之后持续加热保温,使得活性炭实现高温脱附、裂解或碳化,原位在线实现活性炭再生,恢复活性炭高效的吸附能力。通水一段时间后,活性炭吸附能力会大大下降,此时,可使用活性炭再生技术,在了解再生周期和通水水质情况后,启动备用活性炭罐,继续通水,保证系统稳定运行。吸附饱和的活性炭罐,可启动过热蒸汽发生器,将炭层温度升高到450~550℃之后,保温一段时间,以恢复活性炭吸附能力。使用高温蒸汽再生活性炭技术需要了解再生系统工作原理、再生工序、再生过程中各个温度的裂解产物。

        4.3其他

        随着我国对环保工作的重视,工作人员也加大了对活性炭再生技术的研究,除了本文介绍的微波再生法、高温蒸汽再生法,Fenton试剂氧化再生法、SCF以及超声波再生法也是工作人员研究出的新型活性炭再生处理技术。这些技术虽然仍然在完善阶段,但是已经投放于废水处理工作中,根据调查得来的数据显示,这些新型活性炭再生技术均有不错的工作表现。

        5活性炭再生法存在的问题以及解决方法

        5.1存在问题

        目前,环保问题已经逐渐成为影响发展的核心问题,活性炭是处理污水的有效手段,活性炭再生技术虽然有不错的表现,但是在社会不断发展的过程中,传统活性炭再生技术已经难以满足工作需要。活性炭再生技术可以解决活性炭一次性使用对资源造成的浪费,增多活性炭使用次数,但这仅仅停留在理论层面,在实践过程中会出现很多难题,比如:(1)活性炭吸附工作会根据其所应用的领域不同,吸附不同的杂质,吸附杂质种类繁杂,当前技术难以有效处理所有工作中遇到的杂质,使得新型活性炭再生技术工作效果受到一定程度的影响。(2)传统活性炭再生技术再生效果差,除杂效率低,经调查发现,通过活性炭再生技术处理的活性炭,吸附能力明显下降,难以达到工作要求,同时还容易出现二次污染的问题。(3)我国并没有随着社会进步,购入新型的活性炭再生仪器,也没有根据最新发现的情况,创新相关技术,这使得活性炭再生技术发展缓慢,难以满足工作要求。(4)我国对活性炭再生方法研究不够细致,很多问题只停留在较浅的层面上,这样难以保证研究数据的准确性,难以为推进活性炭再生方法创新、工作提供依据,这样也使得活性炭再生技术应用存在较大的问题。创新活性炭再生技术非常重要,但是活性炭再生技术需要较高的作业技术,对技术的要求较高。针对目前研究工作中存在的问题,新型活性炭再生技术需要加大研究力度,投入足够的人力、物力、财力,且还需要花费一段时间之后,才能有所收获。

        5.2解决方法

        针对活性炭再生方法在发展过程中存在的问题,必须及时思考应对方案。针对活性炭再生方法研究方面存在的不足,需要加大资金的投入,还需要我国相关从业人员耐心研究,这样才能有效提升我国活性炭再生技术水平,从而可以通过再生处理优化活性炭使用效果。我国在活性炭再生方法研究时间尚短,但是发达国家如美国、日本等,早在很多年之前就开始重视生态,对活性炭再生技术的研究也较为领先。从当前获得数据中可以发现,美国、日本等国家活性炭种类繁多,所以我国活性炭再生技术研究工作,可以向美国、日本等发达国家学习,了解这些国家的活性炭再生方法,学习相关经验,从而加快我国活性炭再生方法研究速度。研究活性炭再生方法过程中,应该从活性炭结构出发,思考再生技术。处理废水的活性炭,其结构基本为粉末状或小颗粒状,这种形状的活性炭,清除其结构中的杂质具有较大的难度。同时,由于活性炭再生分离难度大,因此,需转变工作思路,扩大对不同种类活性炭的研究工作,在了解活性炭性质的同时,根据其使用用途,重新思考活性炭再生技术。

        6结束语

        废水处理再生分离难度极大,进行废水处理过程中,应该根据活性炭多为小颗粒状的特征,优化再生工艺,并且确保活活性炭可以在废水处理期间获得良好的效果,为此需收集废水处理数据,构建数学模型,从多角度分析,设计可行性高的活性炭制备工艺,扩大活性炭应用领域。

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        作者:曹勇吉 李颖萱 单位:赢特环保科技(无锡)有限公司

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