活性炭再生的 6 种方法

在使用过程中，活性炭可能会饱和，从而失去吸附能力。在需要更换之前，活性炭可以使用多次。

活性炭再生是延长活性炭使用寿命的最有效方法。从长远来看，这种方法不仅能为您省钱，还能减少您的碳足迹。通过减少原始碳的使用，您将为绿色地球做出贡献。

什么是活性炭再生

活性炭再生可用于清理受污染的活性炭，也可用于延长活性炭的使用寿命。活性炭再生是一种在不破坏活性炭原始结构的情况下去除活性炭中吸附物质的工艺。

在选择活性炭再生方法之前，必须清楚了解处理对象和处理规模。

活性炭再生的基础如下：

活性炭外部加热，提高温度以改变平衡条件，因为吸附量随着温度的升高而减少--从而解吸吸附量。
改变吸附质的化学性质。
这是从表面去除吸附质的常用方法。使用对吸附质具有强亲和力的溶剂萃取吸附质。这可以通过用溶剂清洗表面或让溶剂通过表面来实现。
再生用过的活性炭的一种方法是用一种与活性炭亲和力强的物质代替吸附剂。在替代物质被解吸后，活性炭即可再生。这个过程可以重复多次，以延长活性炭的使用寿命。
要降低溶剂中溶质的浓度（或压力），可以使用蒸发、蒸馏或萃取等多种方法。这样，吸附剂就会从吸附剂表面解吸，溶液中的溶质浓度就会降低。
有机物可以通过分解或氧化从表面去除。分解是将有机物分解成小块，而氧化则是有机物与氧气发生化学反应。这两种过程都可用于去除活性炭表面的有机物。

活性炭的再生方法

活性炭的再生方法有很多种，如热再生法、生物再生法、湿氧化法、溶剂再生法、电化学再生法、催化湿氧化法等。每种再生方法都有各自的优缺点，因此应根据具体情况选择活性炭的再生方法。如果活性炭污染严重，可能需要更频繁地进行再生，因此最好选择耗时少、效果好的再生方法。

热再生法

热再生法是业内最成熟的活性炭再生方法之一。这种方法的主要优点是简单、成本低。不过，它也是最耗能的方法之一，而且有可能损坏活性炭。

干燥阶段是通过加热去除活性炭中的水分，高温碳化阶段是将干燥的活性炭加热到一定温度，以分解有机物，使活性炭表面更加多孔。活化阶段是用氧化剂将高温炭化后的活性炭表面进一步氧化，使活性炭的比表面积变大，吸附能力变强。

在活性炭生产的干燥阶段，主要是去除挥发性成分。具体做法是将活性炭加热到 600 摄氏度左右。这样可以除去水分、氧气和其他挥发性成分，只留下碳。

高温碳化阶段是活性炭生产过程的重要组成部分。在这一阶段，吸附在活性炭上的部分有机物沸腾、汽化和解吸，而残留成分则留在活性炭的孔隙中成为固定碳。为避免活性炭氧化，该过程通常在真空或惰性气氛下进行。

这是整个再生过程的关键。在活化的下一阶段，将 CO2、CO、H2 或水蒸气引入反应器，清理活性炭的微孔，恢复其吸附性能。

热再生是一种废热回收方法，利用高温废热对吸附剂进行再生，以便进一步使用。热再生过程通常需要额外的加热能源，这可能导致投资和运营成本增加。不过，这种方法具有再生效率高、适用范围广的优点。

该工艺使用的设备是电活性炭再生炉和燃气活性炭再生炉。该工艺使用高温去除活性炭中的污染物。

生物再生法

这种方法是利用驯化的细菌来解决活性炭上吸附的有机物，并进一步消化和分解成 H2O 和 CO2。用这种方法重新激活使用过的活性炭称为活性炭生物再生法。这种方法的优点是既能达到再生活性炭的目的，又能降低废物处理的成本。

活性炭的孔径非常小，通常只有几纳米。这意味着微生物无法进入孔隙，而且在再生过程中会发生细胞自溶（细胞自毁）。酶流向细胞外空间，活性炭对酶有吸附作用，在炭表面形成酶中心。这样就催化了污染物的分解，达到了再生的目的。

活性炭生物法简单易行，投资和运行成本低。但其耗时长，受水质和温度的影响较大。

湿式氧化再生法

湿式氧化再生法是活性炭再生的常用方法。在高温高压下，使用氧气或空气氧化和分解活性炭上吸附的有机物。然后将活性炭从反应器中取出并清洗。有机物完全分解后，活性炭被送回吸附装置。整个过程循环完成。

活性炭的最佳再生条件如下：再生温度 230 ℃，再生时间 1 h，充氧 PO 20.6 MPa，加碳量 15 g，加水量 300 mL。再生效率达到 45±5%，再生 5 次后，再生效率仅下降 3%。

活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。活性炭的再生效率会随着活性炭的部分氧化而降低。活性炭部分氧化的主要原因是再生气氛中存在氧气。

溶剂再生法

溶剂活性炭再生法是通过改变温度、溶剂 pH 值等条件打破吸附平衡，使活性炭中的吸附物质脱附的过程。这种方法利用了活性炭、溶剂和吸附物质之间的相平衡。通过改变溶剂的温度和 pH 值，吸附物质会被迫离开活性炭，并被收集到溶剂中。

溶剂活性炭再生法的优点是再生周期短，吸附效率高，不会产生二次污染。主要缺点是再生成本高，工艺复杂，总体水处理成本增加。

溶剂活性炭再生法比较适合那些可逆性吸附，如吸附高浓度、低沸点的有机废水。它的针对性较强，往往一种溶剂只能解吸某些污染物，而水处理过程中的污染物种类繁多，变化不定，因此特定溶剂的适用范围较窄。

电化学再生法

电化学活性炭再生法是一种新型的活性炭再生技术。在这种方法中，活性炭被填充在两个主电极之间，并在电解液中加入直流电场。在电化学氧化和还原作用下，活性炭上吸附的有机物被降解或分解，活性炭得到再生。这种再生方法的优点是可以在短时间内完成，提高了活性炭的使用效率。这种方法也比其他再生方法更环保，因为它不会产生任何有害的副产品。

活性炭在电场作用下被极化，一端为阳极，另一端为阴极，形成微电解池。

电化学活性炭再生法操作简便、效率高、能耗低，其处理对象受到的限制较少，如果处理工艺完善，可以避免二次污染。