粉状活性炭以优质木屑和果壳为原料,采用氯化锌法生产,具有发达的中孔结构,吸附容量大、快速过滤等特性。粉状活性炭常见的再生方法有以下几种:

加热再生法
原理:将饱和粉状活性炭加热到一定温度,使吸附在活性炭表面的有机物等杂质发生热分解、气化或碳化,从而从活性炭孔隙中脱附出来。一般在惰性气体(如氮气)保护下进行,以防止活性炭在高温下燃烧。
操作过程:通常包括干燥、热解、活化三个阶段。首先在较低温度下干燥活性炭,去除其中的水分;然后逐渐升高温度至 500 - 900℃进行热解,使吸附的有机物分解为小分子气体;最后在更高温度下通入水蒸气、二氧化碳等活化气体,对活性炭进行活化,恢复其部分孔隙结构和吸附性能。
优点:再生效率高,可使活性炭的吸附性能得到较好恢复,一般能达到原吸附性能的 80% - 90% 以上。适用于各种类型的有机物吸附饱和的活性炭再生。
缺点:设备投资大,运行成本高,需要消耗大量的能量。在高温加热过程中,活性炭可能会有一定程度的损失,且对操作技术要求较高。
化学氧化再生法
原理:利用强氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钠等)与吸附在活性炭表面的有机物发生氧化反应,将有机物分解为二氧化碳、水等小分子物质,从而实现活性炭的再生。
操作过程:将饱和粉状活性炭与一定浓度的氧化剂溶液混合,在适当的温度和 pH 值条件下进行搅拌反应。反应时间根据活性炭的饱和程度和有机物的性质而定,一般为几小时到几十小时不等。反应结束后,通过过滤、洗涤等操作将活性炭与溶液分离,得到再生后的活性炭。
优点:操作相对简单,设备投资较小。对一些难以通过加热再生的有机物具有较好的去除效果,尤其适用于含有酚类、染料等有机物的活性炭再生。
缺点:氧化剂消耗量大,运行成本较高。再生过程中可能会产生二次污染,如含有氧化剂和分解产物的废水需要进行处理。同时,过度氧化可能会破坏活性炭的部分结构,降低其吸附性能。
生物再生法
原理:利用微生物的作用,将吸附在活性炭表面的有机物作为碳源和能源进行分解代谢,使有机物转化为二氧化碳和水,从而实现活性炭的再生。
操作过程:将饱和粉状活性炭置于生物反应器中,加入适量的微生物菌液和营养物质,控制好温度、pH 值、溶解氧等条件,让微生物在活性炭表面生长繁殖并分解有机物。生物再生过程通常需要较长时间,一般为几天到几周。
优点:是一种较为环保的再生方法,不产生二次污染,运行成本相对较低。对于一些可生物降解的有机物,再生效果较好,且能同时实现废水的生物处理。
缺点:再生速度慢,微生物的生长和代谢容易受到外界环境因素的影响,如温度、pH 值、有毒物质等。对活性炭吸附的有机物种类有一定限制,对于难生物降解的有机物再生效果不佳。
溶剂萃取再生法
原理:选择合适的有机溶剂(如丙酮、乙醇、二氯甲烷等),使吸附在活性炭表面的有机物在溶剂中具有较高的溶解度,通过萃取作用将有机物从活性炭孔隙中转移到溶剂中,从而达到活性炭再生的目的。
操作过程:将饱和粉状活性炭与选定的有机溶剂混合,在一定温度和搅拌条件下进行萃取。萃取时间一般为几十分钟到数小时。萃取结束后,通过过滤或离心等方法将活性炭与溶剂分离,然后对溶剂进行蒸馏或其他处理,回收其中的有机物和溶剂,实现溶剂的循环利用。
优点:对活性炭的结构破坏较小,能较好地保持活性炭的吸附性能。适用于对一些特定有机物有较好溶解性的溶剂体系,再生效率较高,且可以回收吸附的有机物。
缺点:需要选择合适的有机溶剂,成本较高。溶剂的回收和处理较为复杂,若处理不当可能会造成环境污染。同时,对于一些极性较强或与活性炭结合紧密的有机物,萃取效果可能不理想。