活性炭再生的简介

活性炭再生是将吸附饱和的活性炭通过各种方法恢复其吸附性能，达到重复使用的目的。再生方法主要取决于活性炭的类型和活性炭吸附物质的性质。目前国内外较为成熟的再生方法有三种，即热再生法、化学再生法和生物再生法。

（1） 热再生法

热再生法是目前发展历史最长、应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法。活性炭热再生法始于 20 世纪初，当时是采用回转炉对骨炭进行再生；30 年代开始引用多层炉；40～50 年代再生炉技术已基本成熟。

热再生法的原理是在加热条件下，使被吸附的有机物以解析、炭化、氧化的形式从活性炭基质上消除。活性炭热再生一般需要多个步骤：

1）脱水，即通过机械物理作用将活性炭表面的水分除掉。

2）干燥，干燥温度一般低于 100℃，主要是蒸发孔隙水，少量低沸点的有机物也会被气化。该过程需要大量的蒸发潜热，热再生过程约有 50%的能耗是在干燥过程中消耗的。

3）在约 350℃时加热活性炭，使其中的低沸点有机物被分离。

4）高温炭化，即在约 800℃加热活性炭，使大部分有机物分解、气化或以固定碳的形态残留下来。

5）活化，即在 800℃～1000℃范围内加热活性炭，使残留下来的炭，被水蒸气、二氧化碳或氧气等分解。热再生的步骤根据加热炉种类的不同也稍有差别，但差别不大。

热再生法的优点：再生率较高，可达 70%～80%；再生时间短；与化学药品再生法相比，具有很强的通用性；不产生再生废液。缺点：再生后的活性炭损失率较高，一般为5%～10%；炭表面化学结构发生改变，比表面积减小；高温再生对再生炉材料要求高，再生炉设备投资高；再生能耗成本较高；活性炭反复再生会丧失吸附性能。

（2）化学药剂再生法

高浓度、低沸点的有机物吸附，宜采用化学药剂再生。化学药剂再生主要分为无机药剂再生和有机药剂再生。无机药剂再生一般采用无机酸（硫酸、盐酸）或碱（氢氧化钠）等药剂使吸附质脱除。例如吸附高浓度酚的活性炭，可用氢氧化钠溶液再生，酚以酚钠盐的形式被回收；吸附重金属的活性炭，可以用盐酸溶液再生。有机溶剂再生常用的溶剂有苯、丙酮和甲醇等，适用于可逆吸附，例如吸附高浓度酚的活性炭；处理焦化厂煤气废水的活性炭，都可用有机溶剂再生。

化学药剂再生法的优点：针对性强，设备简单，具有经济优势；可从再生液中回收有用物质；操作过程在吸附塔内进行，活性炭损失小。缺点：一般只能针对单一物质再生，通用性较差；再生率低，微孔容易堵塞，多次使用后再生率明显降低；存在再生液二次污染的问题。

（3）生物再生法

生物再生法与生物活性炭技术相似，活性炭吸附有机物，同时微生物对有机物进行降解，从而使活性炭得到再生。由于活性炭能够将有机物长时间吸附在其表面，所以微生物能够将一些不易降解的有机物进行降解，使活性炭再生。但对于不能被微生物降解的有机物，生物再生法的使用会受到限制。

一般来说，对于吸附饱和以后的废活性炭，采用的处理方式是两种：活性炭再生；作为危废处理。所谓活性炭再生，其实是指通过外界刺激带来活性炭外部环境变化，使活性成分重新活化达到重复使用目的的操作和方法。

扩展资料：

活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合。

另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产、生活中。

活性炭含有大量微孔，具有巨大无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。

参考资料：百度百科-活性炭

《国家危险废物名录》（2021版）中明确规定，废活性炭属于危险废物，废活性炭类别包括HW02医药废物、HW04农药废物、HW05木材防腐剂废物、HW06废有机溶剂与含有机溶剂废物、HW08废矿物油与含矿物油废物、HW12染料及涂料废物、HW13有机树脂类废物、HW37有机磷化合物废物、HW38有机氰化物废物、HW39含酚废物、HW45含有机卤化物废物、HW49其他废物。除此之外，国家发布的《中华人民共和国循环经济促进法》、《"十二五"循环经济发展规划》等文件，鼓励各行业重视和加强生产、生活中所产生废物的再利用。活性炭作为使用广泛的一种吸附剂，各类行业年使用量相当可观。很多企业吸附失效的废活性炭往往没有密封贮存，自然暴露在空气中，被吸附的有害物会再次释放出来，造成二次空气污染。如果防渗、防扬散等贮存条件不好，极易造成水和土壤的二次污染。因此废旧活性炭再利用有利于循环经济、节能减排，具有很强的经济、环境效益，受到国家政策支持和鼓励。

绿洲环境依托微波热解析装置设计、制造及运行经验，研发出废活性炭微波再生技术及装备，其工作原理利用吸附剂中吸附的极性物质分子在微波场中会受到诱导而产生偶极转向极化，将微波能转化为热能，吸附在孔道中的水和有机物质受热挥发、分解和炭化，吸附剂的孔道重新打开。与传统热再生法不同的是加热方式，微波对极性物质加热，相对于传统加热方法由外向内加热，它是由内向外加热，减少加热时间，降低再生过程的炭损耗。具有再生时间短、能耗低，再生效率高等显著优势，产品研发价值非常大，推广应用前景非常广阔。

1、热再生法

热再生法是应用最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中，根据加热到不同温度时有机物的变化，一般分为干燥、高温炭化及活化3个阶段。

2、生物再生法

利用微生物的新陈代谢，将吸附在活性炭上的污染物质氧化降解的方法称作生物再生法。活性炭的孔径一般只有几纳米，微生物很难进入其孔隙内部，通常微生物细胞酶可以流至细胞胞外，通过活性炭对酶的吸附，在炭表面形成酶促中心，分解污染物，达到再生的目的。

3、湿式氧化再生法

湿式氧化再生法是指在高温高压的条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下吸附的有机物氧化分解成小分子物质的一种处理方法湿式氧化再生法操作比较简单、对吸附能力的影响小，炭损失率较低，通常适合处理毒性高，生物难降解的有机物。

4、微波辐射再生法

微波辐射再生法是采用热再生法的原理而逐渐发展起来的活性炭再生方法。活性炭所吸附的吸附质中大多数是强极性物质，它们比活性炭吸收微波的能力强，因此可以用热解吸的方法来再生。

5、超临界流体再生法

超临界流体（SCF）的优点是密度大，溶解度大，传质速率高，扩散性能好，表面张力小。吸附的有机物非常容易溶于SCF溶剂。通过改变温度和压力，可以有效地将有机物与SCF分离，达到活性炭再生的目的。

6、电化学再生法

电化学再生法是在两电极之间，填充吸附饱和后的活性炭，同时加入一定的电解液，通入直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端呈阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽，分别发生还原反应和氧化反应，吸附在活性炭上的大部分污染物发生分解，小部分发生脱附。

扩展资料：

活性炭再生的缺点：

1、再生过程中活性炭损失往往较大

2、再生后活性炭吸附能力会有明显下降

3、再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。

参考资料来源：百度百科-活性炭

高温热再生（再活化）载有有机物的活性炭颗粒通常发生物理和化学变化，路易斯和艾得斯姆利用热重量分析法（TGA）和差热分析法（DTA）将有机吸附质划分为通常的二类。加热不反应的化合物指这些化合物在惰性气体的氛围下加热至750℃时完全挥发，而加热反应的化合物指这些化合物在惰性气体得氛围下加热至750℃时形成部分残渣（碳），碳的形成通常是部分挥发、降解、聚合和缩合反应的结果。这种热反应适用于200多种芳香烃、芳香烃取代物合杂环烃，与电离势相关的一种模型已经建立。根据三十二种化合物的典型热解析曲线，Suzki对其进行了相似的分类：第一类化合物是易挥发的，如己烷和苯，它们的解析曲线通常可用经典的Langmuir模型来描绘，解析所需的能量和这些化合物的潜热是同一个数量级。第二类化合物的TGA曲线表明了少量炭的形成，可以通过热裂化模型来解释，也就是说，继这些产品挥发之后炭表面的有机物的裂解。然而，发现这些裂解的活化能低于其均相裂解的活化能表明活性炭表面的催化影响。第三类化合物在加热后产生大量的炭，没有模型可供描述它们的解吸。影响一种化合物的分类因数是其沸点和芳香烃的含量。沸点越高或芳香烃的含量越高，其形成碳的潜力越大。

简单的说是三部分：活性炭在被加热到高温的过程中，首先易挥发的有机物挥发或者分解，然后随着温度提高，难挥发有机物分解，最后无机物和水蒸气与碳反应形成部分新的孔隙。