活性炭過濾器的再生方法主要有以下幾種:
1. 熱再生法
原理:通過高溫(600-1200℃)加熱,使活性炭吸附的有機物分解為氣體(如 CO?、H?O)或碳殘渣,恢復孔隙活性。流程:
干燥階段(100-150℃):蒸發水分和低沸點有機物。碳化階段(300-700℃):高沸點有機物分解為低分子化合物。活化階段(700-1200℃):通入水蒸氣或 CO?,清除殘留碳,恢復孔隙結構。
特點:再生效率高(可恢復 80%-90% 吸附能力),適用于大多數有機物,但能耗較高,活性炭損耗約 5%-10%。
2. 化學再生法
酸堿再生:
酸再生:用鹽酸、硫酸等酸洗,溶解金屬離子或中和堿性污染物。堿再生:用氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿液,溶解酸性物質或皂化油脂類污染物。操作要點:酸濃度 3%-5%,堿濃度 2%-4%,反應時間 30-120 分鐘,溫度 40-60℃,再生后需徹底漂洗。
氧化再生:
利用臭氧、過氧化氫、次氯酸鈉等強氧化劑,將吸附的有機物氧化分解為 CO?和 H?O。濕式氧化再生:在高溫(120-320℃)、高壓(0.5-20MPa)下通入氧氣或空氣氧化有機物。
特點:操作便捷,適用于特定污染物,但可能損傷活性炭結構,再生效率約 60%-70%。
3. 生物再生法
原理:利用微生物代謝作用分解活性炭吸附的有機物,轉化為微生物細胞或無機物(如 CO?、NH?)。操作要點:將飽和活性炭置于生物反應器中,通入廢水或接種馴化后的微生物,在好氧或厭氧條件下進行生物降解。特點:環保、能耗低,但再生周期長,適用于可生物降解的有機物。
原理:利用高溫蒸汽(150-300℃)的熱量和沖刷作用,使吸附的低沸點有機物脫附。操作要點:將飽和活性炭裝入再生裝置,通入過熱蒸汽,保持適當溫度和流速,干燥后即可使用。特點:溫和、能耗低,但僅適用于沸點較低的有機物。
5. 其他再生方法
超聲再生:利用超聲波空化效應剝離活性炭表面吸附質。電化學再生:通過電極反應輔助脫附。暴曬法:適用于家庭活性炭濾芯,通過陽光暴曬使吸附的水分子和部分氣體分子逸出,恢復部分吸附能力。
再生方法選擇依據
污染物性質:大分子有機物、難降解污染物適合熱再生;酸堿污染物適合化學再生;可生物降解有機物適合生物再生。活性炭類型:椰殼、煤質等高強度活性炭適合熱再生;粉末活性炭適合濕式氧化再生。再生成本:熱再生成本高,化學再生次之,生物再生和蒸汽再生成本較低。設備條件:工業大規模再生多采用熱再生或濕式氧化再生;實驗室或家庭可采用化學再生或暴曬法。
通過以上方法,可以有效恢復活性炭的吸附能力,延長其使用壽命,降低運行成本。