活性炭再生技术概述

1、加热再生法

方法：加热再生法是目前应用得最多,工业最成熟的活性炭再生方法。该法主要是通过外部加热的方式来改变活性炭上的吸附平衡关系进而达到解析和脱附的目的,从而使活性炭再生。

特点：加热再生法是传统的再生方法, 由于能够分解多种多样的吸附质而具有通用性， 从而成为主要再生方法。热再生是恢复自来水厂活性炭吸附性能的有效方法。炭损失大，多达

5%～10% ,运输费用大，生物活性炭再生损耗上与纯吸附活性炭有所不同，由于生物膜的影响，其再生损耗大大高于纯吸附活性炭，根据此次再生情况保守估计应该在15 %～20 %。

但再生效率较高。

2、生物再生法

方法：生物再生是利用微生物将吸附在活性炭上的污染物质氧化降解。微生物的分解效果在于:在活性炭颗粒周围生长了一层嫌气性生物膜,分解被吸附的高分子物质或者生物分解度

低的物质。通过这种作用使难于被吸附的分解产物解吸,再通过外侧的好气性微生物而被氧化。

特点：生物法简单易行，投资和运行费用较低，但所需时间较长，受水质和温度的影响很大。微生物处理污染物的针对性很强，需特定物质专门驯化。且在降解过程中一般不能将

所有的有机物彻底分解成CO2 和H2O，其中间产物仍残留在活性炭上，积累在微孔中，多次循环后再生效率会明显降低。

3、湿式氧化再生法

方法：活性炭湿式氧化再生是在高温高压条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法。

特点：湿式氧化再生法处理对象广泛，反应时间短，再生效率稳定。利用失效炭本身氧化热来维持反应系统温度,再生过程中无需另外加热。但湿式再生氧化也存在不足:1)随吸附种

类不同，氧化难易程度相差很大，需选用催化剂,，增加了成本；2) 降低活性炭吸附性能，氧化液和废气需进一步处理；3) 最佳氧化温度不易控制；4) 所需设备需耐腐蚀、耐高压。

4、溶剂萃取再生法

方法：溶剂萃取再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂的pH 值等条件，打破吸附平衡，使吸附质从活性炭上脱附下来。根据所用溶剂

的不同可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。1) 无机药剂再生，是指用无机酸(硫酸、盐酸) 或碱(氢氧化钠) 等药剂使吸附质脱除,又称酸碱再生法。例如用氢氧化钠溶液洗涤吸

附高浓度酚的炭，脱附的酚以酚钠盐形式被回收。吸附废水中重金属的炭也可用此法再生, 再生药剂可使用HCl 等。2) 有机溶剂再生, 采用乙醇、苯、丙酮及甲醇等有机溶剂,萃取吸

附活性炭中的吸附质。例如吸附高浓度酚的炭、焦化厂煤气洗涤废水用活性炭处理后的饱和炭等均可用有机溶剂再生。

特点：溶剂再生法对于被吸附物质为大分子有机物质或分子结构中支链较多的有机物质来说，因“瓶颈效应”或“章鱼效应”，溶剂再生效率较低。在被吸附物种类较多、成分较为

复杂时，通常需要几种以上的萃取剂。另外，由于有些化学溶剂会腐蚀活性炭表面，破坏活性炭的细孔结构，降低活性炭的吸附容量和机械强度。

5、电化学再生法

方法：电化学再生发是采用化学方法进行再生得一种较为理想的方法,主要是将饱和的活性炭填充在两个主电极之间,置于电解液中,在直流电的作用下,活性炭极化,在其阴阳极发生氧化

还原反应而使吸附的污染物发生分解从而使活性炭再生。电化学法再生活性炭的影响因素主要有:活性炭所处的电极,所用辅助电介质的种类、浓度以及再生电流和再生时间等。从电

化学再生饱和苯酚的活性炭实验结果得出,吸附苯酚饱和的活性炭,其阴极的再生效率比阳极的效果好,当电解质溶液是NaCl时,再生效果较好,同时,再生效率随电解质浓度的增加而增加,

但达1%后无明显变化,还随再生电流及再生时间的增加而提高,但在5h后基本呈稳定状态。

特点：电化学再生效率较高，可达80%～95% ，再生均匀，能耗少，炭损少，不会造成二次污染。电化学再生技术刚兴起，处于研究阶段，可以预见具有良好的发展势头。

6、微波辐射再生法

方法：微波辐射再生法即通过微波辐射活性炭，经过高温使有机物炭化活化，从而恢复其吸附性能的方法。微波辐射再生可以看作是内加热的方式使活性炭再生。微波辐射再生的影

响因素：微波功率、微波辐照时间及活性炭粒度及含水量等。从微波辐射再生吸附PCP饱和的活性炭试验看出：微波功率是影响再生的最主要的因素，在一定范围内，微波功率越大，

辐照时间越久，含水率越低，再生效果越好。但是无限的增大微波功率将会使活性炭受损,应根据具体的实验来确定相应的参数

特点：微波辐射再生法可以降解一些较难降解的有机物质，该法简单易行，能耗低，周期短，但若工艺条件控制不当，则活性炭的烧损比较严重。微波辐射技术已经显示出其无与伦

比的优越性，可以预见在未来的工业应用中具有广阔的应用前景。

7、超声波再生法

方法：超声波再生法的最大特点就是在活性炭的局部施加能量，而不需将大量的水溶液和活性炭加热,，使吸附质脱附，从而达到再生的目的。此再生方法可以说是在加热再生的方法

的基础上发展起来的，但是还不成熟，通过理论分析及实验来证明超声波再生的可行性。用超声波再生吸附TCE饱和的活性炭，TCE得到解析，活性炭得以再生。Rege等也用超声波降

解了饱和活性炭上的苯酚。我国的研究人员业已通过实验说明了超声波再生的有效性。

特点：再生实验结果表明该法具有能耗低，工艺及设备简单，炭损小，可回收有用物质等优点，但再生效率低，且只对物理吸附有效。超声波再生法的研究仍处于起步阶段，其与热再

生法相比具有一定的优势，是非常有发展潜力的再生方法。

8、超临界CO2 萃取再生法

超临界流体萃取法再生活性炭是20世纪70年代末开始发展的一项新技术。SCF具有密度大、表面张力小、扩散系数大、溶解度大、传质速率高、扩散性能好,与固体活性炭不相溶,且对

活性炭表面存在活化作用等优点,是再生活性炭的理想溶剂。

方法：依据SCF 萃取原理，利用SCF 作为溶剂，将吸附在活性炭上的有机物扩散并溶解于SCF 之中。

特点：研究表明，超临界CO2 对活性炭的再生效果比较理想，在较温和的条件下就可达到较理想的再生效率，并且经多次循环使用再生后，活性炭仍能保持较高的吸附性能。其不足

之处是：设备投资大，运行成本高。

9、臭氧氧化再生法

方法：臭氧氧化再生法是用臭氧做氧化剂将吸附在活性炭上的有机物氧化分解，实现活性炭再生的方法。

特点：臭氧氧化再生会使活性炭表面酸性官能团增多，吸附苯酚的能力下降，所以必须找出合适的臭氧用量，在不改变活性炭表面化学性质的条件下，除去苯酚和其他氧化副产物。

10、光催化再生法

方法：TiO2 光催化技术是近年发展起来的一种发展前景看好的环境友好氧化技术，其显著特点是在借助光催化剂表面受光子激发产生的高活性强氧化剂•OH 自由基,将水体中绝大多

数的有机及部分无机污染物氧化，使其逐步氧化降解，最终生成CO2 、H2O 等无害或低毒物质，从而实现活性炭的光催化再生。近年来，研究人员开展了许多TiO2 光催化再生活性

炭的研究，如:用TiO2光催化再生处理印染废水的活性炭，可以使有机污染物分解为H2O 和CO2。

特点：光催化再生与印染废水的浓度、pH 值以及其他盐类和无机物有关。光催化再生型活性炭在其吸附达到饱和后，不需要其他步骤，直接在紫外光照射下即可实现原位再生，再生

工艺简单，设备操作容易，生产规模可以随意控制，且可以使用日光辐射，能耗低。因此，光催化再生的研究具有重要意义。其不足之处是：耗时长，处理效果尚不十分令人满意。

11、其他再生方法

活性炭再生的目的即除去吸附质，恢复活性炭吸附性能。由于吸附质种类繁多，性质各异,，从而决定了再生方法的多样性。除上面介绍的几种主要方法外，其他方法如：放电高温电

加热法(翁元声,2004)、新型“相转移”再生法(周明华等,2005) 、催化湿式氧化法(李光明等,2004)、高频脉冲再生法(吕德隆等,1996) 、原位蒸气再生法、浮选再生法、双极性颗粒床

电极法(刘守新,2002)、红外辐照再生、离子交换再生(王岩,2001)等都曾有过报道。