專利名稱：一種活性炭再生方法及活性炭再生系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種活性炭的再生方法，具體涉及ー種活性炭再生方法及活性炭再生系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除水中大多數(shù)有機(jī)污染物和某些無機(jī)物，廣泛用于污水處理和污水深度處理。由于其吸附飽和后需要再生，再生需要專門的設(shè)備，因設(shè)備復(fù)雜，投資大。很難在使用場(chǎng)地就地再生。因再生的制約，使活性炭的應(yīng)用受到一定范圍的限制。目前活性炭再生的幾種方法如下；I、熱再生法
熱再生法是目前應(yīng)用最多，エ業(yè)上最成熟的活性炭再生方法。一般分為干燥、高溫炭化及活化三個(gè)階段。在干燥階段，主要去除活性炭上的可揮發(fā)成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機(jī)物沸騰、汽化脫附，一部分有機(jī)物發(fā)生分解反應(yīng)，生成小分子烴脫附出來，殘余成分留在活性炭孔隙內(nèi)成為“固定炭”。在這ー階段，溫度將達(dá)到800 900° C，為避免活性炭的氧化，一般在抽真空或惰性氣氛下進(jìn)行。接下來的活化階段中，往反應(yīng)釜內(nèi)通入C02、C0、H2或水蒸氣等氣體，以清理活性炭微孔，使其恢復(fù)吸附性能，活化階段是整個(gè)再生エ藝的關(guān)鍵。熱再生法雖然有再生效率高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，但在再生過程中，存在須外加能源加熱，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高的缺陷。2、生物再生法
生物再生法是利用經(jīng)馴化過的細(xì)菌，解析活性炭上吸附的有機(jī)物，并進(jìn)一歩消化分解成H20和C02的過程。生物再生法與污水處理中的生物法相類似，也有好氧法與厭氧法之分。由于活性炭本身的孔徑很小，有的只有幾納米，微生物不能進(jìn)入這樣的孔隙，通常認(rèn)為在再生過程中會(huì)發(fā)生細(xì)胞自溶現(xiàn)象，即細(xì)胞酶流至胞外，而活性炭對(duì)酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，從而促進(jìn)污染物分解，達(dá)到再生的目的。生物法簡(jiǎn)單易行，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，但存在所需時(shí)間較長(zhǎng)，受水質(zhì)和溫度的影響很大的缺陷。3、濕式氧化再生濕法
在高溫高壓的條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子的一種處理方法，稱為濕式氧化再生法。實(shí)驗(yàn)獲得的活性炭最佳再生條件為再生溫度230° C，再生時(shí)間lh，充氧p020. 6MPa,加炭量15g，加水量300mL。再生效率達(dá)到(45±5)%，經(jīng)5次循環(huán)再生，其再生效率僅下降3%?；钚蕴勘砻嫖⒖椎牟糠盅趸窃偕氏陆档闹饕颉?、溶劑再生法
溶劑再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系，通過改變溫度、溶劑的PH值等條件，打破吸附平衡，將吸附質(zhì)從活性炭上脫附下來。溶劑再生法比較適用于那些可逆吸附，如對(duì)高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的吸附。它的針對(duì)性較強(qiáng)，往往一種溶劑只能脫附某些污染物，而水處理過程中的污染物種類繁多，變化不定，因此，存在ー種特定溶劑的應(yīng)用范圍較窄的缺陷。5、電化學(xué)再生法
電化學(xué)再生法是ー種正在研究的新型活性炭再生技木。該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之間，在電解液中，加以直流電場(chǎng)，活性炭在電場(chǎng)作用下極化，一端成陽(yáng)極，另ー端呈陰扱，形成微電解槽，在活性炭的陰極部位和陽(yáng)極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解，小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低，其處理對(duì)象所受局限性較小，若處理工藝完善，可以避免ニ次污染。6、超臨界流體再生法
據(jù)最近的研究資料表明，在C02的臨界點(diǎn)附近，再生效率的變化很大；對(duì)未被烘干的活性炭，則需要延長(zhǎng)其再生時(shí)間。對(duì)氨基苯磺酸而言，C02超臨界流體法再生的最佳溫度為308K，當(dāng)溫度超過308K時(shí)，再生不受影響；當(dāng)流速大于I. 47X 10_4m/s時(shí)，流速不影響再生；用HCl溶液處理后，會(huì)使活性炭再生效果明顯改善。對(duì)苯而言，再生效率在低壓下隨溫度的下降而降低；在16. OMPa壓カ時(shí)的最佳再生溫度為318K;在實(shí)驗(yàn)流速下，再生效率會(huì)隨流速加快而提高。7、超聲波再生法
由于活性炭熱再生需要將全部活性炭、被吸附物質(zhì)及大量的水份都加熱到較高的溫度，有時(shí)甚至達(dá)到汽化溫度，因此，存在能量消耗很大，且エ藝設(shè)備復(fù)雜的缺陷。超聲再生的最大特點(diǎn)是只在局部施加能量，而不需將大量的水溶液和活性炭加熱，因而施加的能量很小。但其只對(duì)物理吸附有效，目前再生效率僅為45%左右，且活性炭孔徑大小對(duì)再生效率有很大影響。8、微波輻照再生法
微波輻照再生法是在熱再生法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的活性炭再生技術(shù)。其原理是以電為能源，利用微波輻照加熱實(shí)現(xiàn)再生。微波輻照法再生活性炭的時(shí)間短。能耗低、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)単，具有較好的應(yīng)用前景。然而，在微波加熱使有機(jī)物脫附過程中，是否有其它的中間產(chǎn)物產(chǎn)生等問題還有待于進(jìn)一歩研究。以上前三項(xiàng)熱再生法，生物再生法，濕式氧化再生濕法為傳統(tǒng)的活性炭再生技木，有如下缺點(diǎn)1)再生過程中活性炭損失往往較大；(2)再生后活性炭吸附能力會(huì)有明顯下降；(3)再生時(shí)產(chǎn)生的尾氣會(huì)造成空氣的二次污染。其他為最近研究的新方法，這些新興技術(shù)在エ藝路線上還不成熟，目前尚無法投入エ業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種方法簡(jiǎn)單，再生催化液可以循環(huán)利用，雙氧水在再生過程幾乎全部使用，不產(chǎn)生任何污染物，費(fèi)用低，能源消耗小的ー種活性炭再生方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的活性炭再生系統(tǒng)裝置。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的ー種活性炭再生方法，按下述步驟進(jìn)行
I)、再生催化液的制備在再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)按體積比添加自來水、硫酸和催化劑三價(jià)鐵或者ニ價(jià)鐵離子組成再生催化液，所述的再生催化液中的硫酸和自來水的比例是根據(jù)PH值進(jìn)行調(diào)整，再生催化液中的pH值應(yīng)調(diào)為I 3，其中再生催化液中含三價(jià)鐵離子或者ニ價(jià)鐵離子濃度為2 40mmol/l ；
2)、將需再生的活性炭吸附裝置內(nèi)原有的水排空，所述的活性吸附裝置應(yīng)在進(jìn)出水ロ加設(shè)支管，作為再生液進(jìn)出出水ロ，還應(yīng)包括底部的放空管；
3)、把再生催化液和氧化劑雙氧水混合后形成再生液加入需再生活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ，再生液流過活性炭吸附裝置后從活性炭吸附裝置另ー端的再生液出口流入再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)，混合液在活性炭吸附裝置內(nèi)流速為l_5m/S，雙氧水投加濃度按再生催化液中含雙氧水的濃度為l_40g/l控制，雙氧水投加量用為每kg活性炭0. 1-1. Okg,如此循 環(huán)，直到再生所需氧化劑投加完畢，再循環(huán)ー個(gè)1-5小時(shí)結(jié)束循環(huán)；
4)把活性炭吸附裝置內(nèi)存留的再生催化液抽吸到再生催化液儲(chǔ)罐，再生結(jié)束。ー種活性炭再生系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)裝置包括需再生的活性炭吸附裝置、再生催化液儲(chǔ)罐、循環(huán)水泵、雙氧水儲(chǔ)罐、雙氧水投加裝置、再生催化液排空抽吸裝置、管道，所述再生催化液儲(chǔ)罐通過管道與水泵一端連接，水泵另一端通過管道與活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ端連接，所述活性炭吸附裝置的再生液出口端通過管道與再生催化液儲(chǔ)罐連接，所述雙氧水投加裝置的一端通過管道與雙氧水儲(chǔ)罐連接，雙氧水投加裝置的另一端通過管道與再生液進(jìn)ロ管道連接，再生催化液排空抽吸裝置一端通過管道與活性炭吸附裝置連接，再生催化液排空抽吸裝置另一端通過管道與再生催化液儲(chǔ)罐連接，再生液進(jìn)ロ管道與排空管連接?；钚蕴吭偕椒ㄔ硎呛须p氧水和三價(jià)鐵或者ニ價(jià)鐵離子的再生催化液通過需再生的活性炭時(shí)，雙氧水在Fe3+或者Fe2+的催化劑下，產(chǎn)生.OH對(duì)飽和活性炭中的有機(jī)物進(jìn)行氧化，利用自由羥基 OH對(duì)有機(jī)物可以無選擇氧化的特性達(dá)到再生活性炭的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有方法簡(jiǎn)單，再生催化液可以循環(huán)利用，雙氧水在再生過程幾乎全部使用，不產(chǎn)生任何污染物，費(fèi)用低，能源消耗小，操作簡(jiǎn)單，再生用氧化雙氧水和有機(jī)物反應(yīng)，最終形成ニ氧化碳和水，不產(chǎn)生任何污染，再生后活性炭的吸附容量可以恢復(fù)到85%以上，適用于吸附有機(jī)物物的活性炭的再生。


圖I為本發(fā)明的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖為本發(fā)明的實(shí)施例。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)ー步說明
實(shí)施例I
ー種活性炭再生的方法，按下述步驟進(jìn)行
1)、再生催化液的制備在再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)按體積比添加自來水、硫酸和催化劑三價(jià)鐵或者ニ價(jià)鐵離子組成再生催化液，所述的再生催化液中的硫酸和自來水的比例是根據(jù)PH值進(jìn)行調(diào)整，再生催化液中的PH值應(yīng)調(diào)為I. 9-2. 0，其中再生催化液中含三價(jià)鐵離子或者ニ價(jià)鐵離子濃度為IOmmo 1/1 ；
2)、將需再生的活性炭吸附裝置內(nèi)原有的水排空，所述的活性吸附裝置應(yīng)在進(jìn)出水ロ加設(shè)支管，作為再生液進(jìn)出出水ロ，還應(yīng)包括底部的放空管；
3)、把再生催化液和氧化劑雙氧水混合后形成再生液加入需再生活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ，再生液流過活性炭吸附裝置后從活性炭吸附裝置另ー端的再生液出口流入再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)，混合液在活性炭吸附裝置內(nèi)流速為5m/s，雙氧水投加濃度按再生催化液中含雙氧水的濃度為20g/l控制，雙氧水投加量用為每kg活性炭0. 3kg，如此循環(huán)，直到再生所需氧化劑投加完畢，再循環(huán)5小時(shí)結(jié)束循環(huán)；
4)把活性炭吸附裝置內(nèi)存留的再生催化液抽吸到再生催化液儲(chǔ)罐，再生結(jié)束。實(shí)施例2
參照?qǐng)DI所示，ー種活性炭再生系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)裝置包括需再生的活性炭吸附裝置、 再生催化液儲(chǔ)罐、循環(huán)水泵、雙氧水儲(chǔ)罐、雙氧水投加裝置、再生催化液排空抽吸裝置、管道，所述再生催化液儲(chǔ)罐通過管道與水泵一端連接，水泵另一端通過管道與活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ端連接，所述活性炭吸附裝置的再生液出口端通過管道與再生催化液儲(chǔ)罐連接，所述雙氧水投加裝置的一端通過管道與雙氧水儲(chǔ)罐連接，雙氧水投加裝置的另一端通過管道與再生液進(jìn)ロ管道連接，再生催化液排空抽吸裝置一端通過管道與活性炭吸附裝置連接，再生催化液排空抽吸裝置另一端通過管道再生催化液儲(chǔ)罐連接，再生液進(jìn)ロ管道與排空管連接。實(shí)施例3
ー種活性炭再生的方法，按下述步驟進(jìn)行
1)、再生催化液的制備在再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)按體積比添加自來水、硫酸和催化劑三價(jià)鐵或者ニ價(jià)鐵離子組成再生催化液，所述的再生催化液中的硫酸和自來水的比例是根據(jù)PH值進(jìn)行調(diào)整，再生催化液中的pH值應(yīng)調(diào)為2. I 2. 3，其中再生催化液中含三價(jià)鐵離子或者ニ價(jià)鐵離子濃度為5mmol/l ；
2)、將需再生的活性炭吸附裝置內(nèi)原有的水排空，所述的活性吸附裝置應(yīng)在進(jìn)出水ロ加設(shè)支管，作為再生液進(jìn)出出水ロ，還應(yīng)包括底部的放空管；
3)、把再生催化液和氧化劑雙氧水混合后形成再生液加入需再生活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ，再生液流過活性炭吸附裝置后從活性炭吸附裝置另ー端的再生液出口流入再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)，混合液在活性炭吸附裝置內(nèi)流速為2m/s，雙氧水投加濃度按再生催化液中含雙氧水的濃度為5g/l控制，雙氧水投加量用為每kg活性炭0. 4kg，如此循環(huán)，直到再生所需氧化劑投加完畢，再循環(huán)3小時(shí)結(jié)束循環(huán)；
4)把活性炭吸附裝置內(nèi)存留的再生催化液抽吸到再生催化液儲(chǔ)罐，再生結(jié)束。實(shí)施例4
ー種活性炭再生的方法，按下述步驟進(jìn)行
1)、再生催化液的制備在再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)按體積比添加自來水、硫酸和催化劑三價(jià)鐵或者ニ價(jià)鐵離子組成再生催化液，所述的再生催化液中的硫酸和自來水的比例是根據(jù)PH值進(jìn)行調(diào)整，再生催化液中的pH值應(yīng)調(diào)為I. 6-1. 7，其中再生催化液中含三價(jià)鐵離子或者ニ價(jià)鐵離子濃度為25mmol/l ；
2)、將需再生的活性炭吸附裝置內(nèi)原有的水排空，所述的活性吸附裝置應(yīng)在進(jìn)出水ロ加設(shè)支管，作為再生液進(jìn)出出水ロ，還應(yīng)包括底部的放空管；
3)、把再生催化液和氧化劑雙氧水混合后形成再生液加入需再生活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ，再生液流過活性炭吸附裝置后從活性炭吸附裝置另ー端的再生液出口流入再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)，混合液在活性炭吸附裝置內(nèi)流速為4m/s，雙氧水投加濃度按再生催化液中含雙氧水的濃度為35g/l控制，雙氧水投加量用為每kg活性炭0. 8kg，如此循環(huán)，直到再生所需氧化劑投加完畢，再循環(huán)4小時(shí)結(jié)束循環(huán)；
4)把活性炭吸附裝置內(nèi)存留的再生催化液抽吸到再生催化液儲(chǔ)罐，再生結(jié)束。
權(quán)利要求
1.ー種活性炭的再生方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行 1)、再生催化液的制備在再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)按體積比添加自來水、硫酸和催化劑三價(jià)鐵或者ニ價(jià)鐵離子組成再生催化液，所述的再生催化液中的硫酸和自來水的比例是根據(jù)PH值進(jìn)行調(diào)整，再生催化液中的pH值應(yīng)調(diào)為I 3，其中再生催化液中含三價(jià)鐵離子或者ニ價(jià)鐵離子濃度為2 40mmol/l ； 2)、將需再生的活性炭吸附裝置內(nèi)原有的水排空，所述的活性吸附裝置應(yīng)在進(jìn)出水ロ加設(shè)支管，作為再生液進(jìn)出出水ロ，還應(yīng)包括底部的放空管； 3)、把再生催化液和氧化劑雙氧水混合后形成再生液加入需再生活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ，再生液流過活性炭吸附裝置后從活性炭吸附裝置另ー端的再生液出口流入再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)，混合液在活性炭吸附裝置內(nèi)流速為l_5m/S，雙氧水投加濃度按再生催化液中含雙氧水的濃度為l_40g/l控制，雙氧水投加量用為每kg活性炭0. 1-1. 0kg，如此循環(huán)，直到再生所需氧化劑投加完畢，再循環(huán)ー個(gè)1-5小時(shí)結(jié)束循環(huán)； 4)把活性炭吸附裝置內(nèi)存留的再生催化液抽吸到再生催化液儲(chǔ)罐，再生結(jié)束。
2.ー種活性炭再生系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)裝置包括需再生的活性炭吸附裝置、再生催化液儲(chǔ)罐、循環(huán)水泵、雙氧水儲(chǔ)罐、雙氧水投加裝置、再生催化液排空抽吸裝置、管道，其特征在于所述再生催化液儲(chǔ)罐通過管道與水泵一端連接，水泵另一端通過管道與活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)ロ端連接，所述活性炭吸附裝置的再生液出口端通過管道與再生催化液儲(chǔ)罐連接，所述雙氧水投加裝置的一端通過管道與雙氧水儲(chǔ)罐連接，雙氧水投加裝置的另一端通過管道與再生液進(jìn)ロ管道連接，再生催化液排空抽吸裝置一端通過管道與活性炭吸附裝置連接，再生催化液排空抽吸裝置另一端通過管道再生催化液儲(chǔ)罐連接，再生液進(jìn)ロ管道與排空管連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活性炭再生方法及活性炭再生系統(tǒng)裝置。方法在再生催化液儲(chǔ)罐內(nèi)按體積比添加自來水、硫酸和催化劑三價(jià)鐵或者二價(jià)鐵離子，組成再生催化液。再生催化液中的硫酸和自來水的比例是根據(jù)pH值進(jìn)行調(diào)整，再生催化液中的pH值應(yīng)調(diào)為1～3，再生催化液中含三價(jià)鐵離子或者二價(jià)鐵離子濃度為2～40mmol/l；把再生催化液和氧化劑雙氧水混合后形成再生液加入需再生活性炭吸附裝置的再生液進(jìn)口，混合液流過活性炭吸附裝置后從活性炭吸附裝置另一端的再生液出口流入如再生催化液儲(chǔ)罐。具有方法簡(jiǎn)單，再生催化液循環(huán)利用，雙氧水在再生過程全部使用完，不產(chǎn)生污染物，費(fèi)用低，能源消耗小，操作簡(jiǎn)單，用于吸附有機(jī)物的活性炭再生。
文檔編號(hào)B01J20/34GK102614855SQ20121010291
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者陳振遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:西安瑞美德水業(yè)科技有限公司