專利名稱：一種難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法，具體說是ー種利用類Fenton試劑的氧化作用和超聲波清洗以及協(xié)同降解作用對被難降解有機物吸附飽和的活性炭進行再生利用的技木。
背景技術(shù)：
活性炭具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和很大的比表面積，在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。它對水中有害物質(zhì)，如有機物、重金屬離子等能進行有效吸附而使廢水得到?jīng)坊?。但是，活性炭價格高，使得活性炭難以付諸于實際應(yīng)用。另外，活性炭也是ー種大量消耗資源和能源的產(chǎn)品，吸附飽和的活性炭若不再生利用，是對資源的ー種很大浪費，同時還將造成二次污染。吸附有機物達到飽和的活性炭的再生方法分為化學(xué)、生物和物理、三大類。溶劑再 生法利用溶劑對活性炭顆粒微孔中的有機物進行洗脫，分為無機藥劑和有機溶劑洗脫。前者一般為酸或堿，后者一般用丙酮、甲醇、苯等。溶劑再生法具有炭損率低、操作簡單等優(yōu)點，但藥劑對于被洗脫物質(zhì)具有選擇性，再生效率低，再生過程中產(chǎn)生廢液需特殊處理。鹽酸、磷酸、硝酸等對活性炭有活化或改性作用，若是處理得當，可増加活性炭對污染物的吸附性能；反之，則會腐蝕活性炭表面，破壞活性炭的細孔結(jié)構(gòu)，降低活性炭的吸附容量和機械強度。生物再生活性炭的原理與生物法處理污水類似，利用附著在活性炭表面的微生物降解吸附于活性炭表面的有機物?；钚蕴可镌偕脑O(shè)備和エ藝均比較簡單、且方法本身對活性炭無危害作用；再生活性炭再次吸附時，由于微生物的存在，能增加對水的浄化作用。但是，微生物需馴化，微生物降解有機物時間長，再生效率低，這些缺點限制了生物再生法的實際應(yīng)用。目前水處理所用的活性炭，被難降解有機物吸附飽和后，一般采用兩種方式處理，一是焚燒；ニ是運回生產(chǎn)廠家或自建熱再生裝置進行熱再生循環(huán)利用。熱再生法的原理是加熱過程中，吸附在活性炭上的物質(zhì)，通過水蒸氣蒸餾、解吸、熱分解過程，以解吸、炭化、氧化形式從活性炭表面消除?；钚蕴繜嵩偕话悴捎枚鄬邮?、回轉(zhuǎn)式、流化床式、移動床式等高溫爐窯加熱，也有利用微波加熱，熱再生效率高。有研究表明，熱再生可以提高活性炭表面的疏水性。但是，熱再生操作較麻煩，一般需將吸附飽和活性炭從吸附罐或池中取出，經(jīng)脫水干燥，熱解活化后重新輸送到吸附裝置，炭損率高，為5% _20%，能耗高，設(shè)備占地面積大，同吋，還會產(chǎn)生粉塵、CO等污染物。因此，吸附有機物飽和的活性炭再生新方法，特別是活性炭原位再生新方法對活性炭大規(guī)模エ業(yè)應(yīng)用十分重要。高級氧化再生法包括電化學(xué)再生法、超聲波再生法、臭氧再生法、低溫等離子體再生法、濕式氧化再生法、超臨界氧化再生法、光催化氧化再生法等。它們利用不同途徑產(chǎn)生的·OH對活性炭表面吸附的有機物無選擇性、強烈的氧化作用，使有機物分解為C02和H20?，F(xiàn)有的高級氧化技術(shù)都有不足，如電化學(xué)氧化再生效率低，重復(fù)性差；單獨臭氧對有機物氧化不徹底，再生效率不高；低溫等離子體及超臨界氧化再生設(shè)備復(fù)雜，腐蝕嚴重。康文澤等(康文澤，李艷偉，鄭剛.超聲波法活性炭再生研究[J].煤炭木，2011，(02) 3-5.)將吸附后的活性炭取出控干后，再與水混合，在燒杯中采用超聲波對活性炭進行再生，認為芬頓試劑與超聲波有協(xié)同作用。這種方法將活性炭取出，費時費力，并且會產(chǎn)生大量再生廢液?？傊咝?、實用的原位活性炭再生方法仍然需要研究探索。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能在原地進行的活性炭的再生方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法，其特征在于，具體步驟如下第一歩配制質(zhì)量含量為5-40%的硫酸亞鐵溶液，PH調(diào)節(jié)至1-3 ；第二步將裝有已飽和吸附有機物的活性炭的容器與超聲波發(fā)生器連接；第三步將第一歩制得的硫酸亞鐵溶液以O(shè). 01-0. 5ml/g活性炭的比例通入第二步中的活性炭中；第四步配置質(zhì)量含量為3-30 %的雙氧水溶液；第五歩將第四步制得的雙氧水溶液通入第三步得到的活性炭中，根據(jù)第三步中加入的硫酸亞鐵溶液的量，使H2O2與Fe2+的摩爾比為5-40，反應(yīng)O. 5_2h ；第六步用清水洗去第五步得到的活性炭表面的液體。優(yōu)選地，所述第一歩中的超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為22_33kHZ，功率為30-500W/dm3。本發(fā)明利用超聲波的協(xié)同清洗作用和催化作用，ニ價鐵離子和雙氧水在酸性條件下反應(yīng)生成· 0H，由于· OH具有很高的氧化電位，它可以無選擇性的將吸附于活性炭表面的有機物氧化成小分子有機物或礦化生成CO2和H2O,使得活性炭恢復(fù)吸附活性。本發(fā)明提供ー種設(shè)備簡單、操作容易，且能原位進行的活性炭高效再生方法。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案以雙氧水為氧化劑，將超聲波的協(xié)同清洗作用、空化作用與ニ價鐵離子的催化作用及活性炭酸催化作用有機結(jié)合，在酸性條件下產(chǎn)生· OH及其它自由基，利用· OH及其它自由基的氧化作用，無選擇性地將吸附于活性炭表面的難降解有機物氧化成小分子有機物或礦化生成CO2和H2O,使飽和活性炭恢復(fù)吸附活性。本發(fā)明取得的有益效果體現(xiàn)在(I)將高級氧化技術(shù)中的Fenton法與超聲波技術(shù)有機結(jié)合，對吸附飽和活性炭進行再生，不僅可以產(chǎn)生· OH對吸附于活性炭上的有機物降解，同時還可利用活性炭的催化作用促進雙氧水產(chǎn)生更多的自由基，提高活性炭再生效率，改善活性炭孔結(jié)構(gòu)和吸附性倉泛;(2)再生效率可高達90%，同時經(jīng)再生的活性炭可循環(huán)使用10次以上；(3)活性炭直接在吸附塔中原位再生，減少了勞動強度及工作時間；(4)再生設(shè)備簡單，操作方便。


圖I為實施例2的エ藝流程圖。
圖中I、進水管； 3、動態(tài)吸附柱；5、出水管；2、恒流離心泵；4、超聲波發(fā)生器；80 6、活性炭。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例進ー步說明本發(fā)明。實施例I :靜態(tài)吸附實驗第一歩稱取Ig松華活性炭公司生產(chǎn)的椰殼質(zhì)顆粒活性炭，量取400ml分散染料生化廢水(COD = 326mg/L)攪拌吸附半個小時，將活性炭過濾出，測量廢水COD ；第二步打開超聲波發(fā)生器，將第一歩得到的活性炭與超聲波發(fā)生器連接，超聲波 頻率為22kHz，功率為30W/dm3 ；第三步配制質(zhì)量含量為20%的硫酸亞鐵溶液，pH調(diào)節(jié)至3，按O. 2ml硫酸亞鐵/g活性炭的量通入第二步得到的活性炭中；第四步配制質(zhì)量含量為10%的雙氧水溶液，根據(jù)第三步中加入的硫酸亞鐵溶液的量，將O. 9ml雙氧水通入第三步得到的活性炭中，使H2O2與Fe2+的摩爾比為10，振蕩反應(yīng)30分鐘；第五步用清水洗去殘留在第四步得到的活性炭表面的液體。第六步重復(fù)第一歩至第五步的步驟，直至活性炭的再生率低于80%，即再生效果不佳。按微波密封消解法快速測定C0D，實驗結(jié)果如表I、表2所示。表I亞鐵離子量對活性炭吸附再生的影響
權(quán)利要求
1.一種難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法，其特征在于，具體步驟如下 第一歩配制質(zhì)量含量為5-40%的硫酸亞鐵溶液，PH調(diào)節(jié)至1-3 ； 第二步將裝有已飽和吸附有機物的活性炭出)的容器與超聲波發(fā)生器(4)連接；第三步將第一歩制得的硫酸亞鐵溶液以O(shè). 01-0. 5ml/g活性炭的比例通入第二步中的活性炭(6)中； 第四步配置質(zhì)量含量為3-30%的雙氧水溶液； 第五歩將第四步制得的雙氧水溶液通入第三步得到的活性炭出)中，根據(jù)第三步中加入的硫酸亞鐵溶液的量，使H2O2與Fe2+的摩爾比為5-40，反應(yīng)O. 5_2h ； 第六步用清水洗去第五步得到的活性炭(6)表面的液體。
2.如權(quán)利要求I所述的難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法，其特征在于，所述第一步中的超聲波發(fā)生器(4)的超聲波頻率為22-33kHZ，功率為30-500W/dm3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法。所述的難降解有機物吸附飽和活性炭的再生方法為采用Fenton試劑氧化再生吸附了分散染料廢水的活性炭。具體步驟為利用超聲波的協(xié)同清洗作用和催化作用，二價鐵離子和雙氧水在酸性條件下反應(yīng)生成·OH，由于·OH具有很高的氧化電位，它可以無選擇性的將吸附于活性炭表面的有機物氧化成小分子有機物或礦化生成CO2和H2O，使得活性炭恢復(fù)吸附活性。本發(fā)明設(shè)備簡易；操作方便，運行及藥劑費用低廉；再生效率、可再生次數(shù)多，所需再生時間短。
文檔編號B01J20/34GK102658101SQ20121011485
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者馮玥, 徐萬福, 李新穎, 柳歡歡, 王密靈, 陳泉源 申請人:東華大學(xué)