輻射技術對污染活性炭再生處理的研究
| 論文類型 | 技術與工程 | 發表日期 | 2001-11-01 |
| 來源 | 第二屆環境模擬與污染控制學術研討會 | ||
| 作者 | 吳明紅,錢群,包伯榮,周瑞敏 | ||
| 摘要 | 吳明紅 錢群 包伯榮 周瑞敏 （上海大學環境與化學工程學院射線所 上海201800） 由于活性炭（AC）具有良好的吸附能力，因此被廣泛應用于城市污水和工業廢水的處理。但使用了一段時間后，活性炭的吸附能力就會下降以致完全喪失而成為“飽和炭”，為了經濟地使用，必須對其進行再生。用于水處理的飽 ... | ||
吳明紅 錢群 包伯榮 周瑞敏
（上海大學環境與化學工程學院射線所 上海201800）
由于活性炭（AC）具有良好的吸附能力，因此被廣泛應用于城市污水和工業廢水的處理。但使用了一段時間后，活性炭的吸附能力就會下降以致完全喪失而成為“飽和炭”，為了經濟地使用，必須對其進行再生。用于水處理的飽和炭，由于以不可逆吸附為主，要使牢固吸附在其表面的有機物脫附，恢復其活性，通常采用高溫蒸汽法再生[1,2]。但這種方法再生活性炭的費用很高，而且再生后活性炭的重量損失也比較大。近年來，國外開始研究用輻照法再生活性炭。Wissell等人通過高能電子束用1MGy的輻照劑量再生吸附有機化合物的飽和濕活性炭，在加入化學氧化劑后，記錄下了再生率，但細節卻未見報道[3,4]。本實驗采用高能電子束對在用于染料廢水和模擬廢水（含有十二烷基硫酸鈉NaLa）處理的活性炭進行再生處理，并對其吸附能力的恢復進行了研究。采用粒狀活性炭（篩號12×40）作吸收劑，其碘值為1040mg/gAC，水和活性炭的體積比約為3000:1，處理后活性炭的碘值為838 mg/gAC。另外，將一定數量的粒狀活性炭分別加入4種不同濃度的NaLa水溶液中，并攪拌達到吸附平衡，得到四種吸附量不同的活性炭樣品，其碘值如表1所示。
在圖1所示容器中鋪上一層5～7mm厚的活性炭樣品，將其預熱到約110℃后，在水蒸汽、氮氣和氧氣環境下通過容器的不銹鋼金屬薄片窗口用2Mev的電子束輻照。在輻照過程中，用白金傳感器來監測活性炭的溫度，分配在活性炭上的劑量通過丙胺酸放射量測定器（日立電報有限公司生產）測定，活性炭層上下的輻照劑量差約為2%。經輻照后活性炭的重量損失可由輻照前后的重量（含吸附物）計算出來。輻照后活性炭的碘值通過JIS K1474測試方法測定，特定表面區域和微孔分配通過ASAP2000孔度計測量。
用高能電子束在氧氣、氮氣和水蒸汽環境下對吸附十二烷基硫酸鈉和用于染料廢水處理的粒狀活性炭進行輻照，并對其吸附能力的恢復進行了研究。
實驗結果表明，在氮氣環境下采用高能電子束輻照可以將污染活性炭有效地再生，在氮氣環境下，活性炭吸附能力恢復率最高，輻照后活性炭幾乎沒有損失。在輻照過程中，活性炭的溫度高，電子束的電流大，活性炭吸附能力恢復率也就高，表明活性炭的再生主要是由吸附點的微加熱引起的。這種方法有以下特點：
（1）工藝簡單，不需要高溫工藝。
（2）活性炭的損失率低（少于1%）。
（3）消耗的能量低（約為0.3kWh/kgAC）。
假設需要的輻照劑量為1.6MGy，再生的費用（運行成本）大致估計在常規高溫蒸汽法的1/8～1/10，使用200kW的電子加速器，每年運行8000小時，可再生3600噸活性炭。
參考文獻
1 Kazuyuki Chihara and U.M.Rmith, AICHE Journal, 127(2),213(1981)
2 Wu Minghong, Bao Borong, Radiation Physics and Chemistry, 53,431(1998)
3 D. Wissel, E. Bochler, C. Scholze, L. Haldenwang, W. Huhn, P. Ott, A. Heger, H.Dorschner and B.Ihme, Patent Ger.(East) No. DD 218, 037 (1985)
4 M. Kitajiam, H. Fujitsuka and H. Shinno, J. Material Sci. Lett., 9, 19(1990)
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