專利名稱：活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性炭的微波強(qiáng)化溶劑高效洗脫再生去除有機(jī)污染物的方法，以微波加熱的方式用親水性的有機(jī)溶劑對水處理過程中達(dá)到吸附飽和的活性炭進(jìn)行充分解吸再生，實(shí)現(xiàn)活性炭循環(huán)利用的方法。
背景技術(shù)：
活性炭是在給水及含有機(jī)物廢水處理過程中普遍采用的極佳吸附劑，已廣泛應(yīng)用于給水處理及煉油、含酚印染、氯丁橡膠、腈綸、三硝基甲苯等廢水處理，以及城市污水的深度處理。雖然活性炭吸附性能好、應(yīng)用范圍廣，但因價(jià)格較高，必須再生循環(huán)利用，才能符合成本要求。目前活性炭的再生，主要有高溫?zé)嵩偕?、化學(xué)及生物再生法、濕式氧化分解再生法、電解氧化再生法、高頻脈沖法、溶劑再生法等幾種方法。如翁元生和田鐘荃等在專利CN85100619和CN97202503中介紹了活性炭強(qiáng)制放電進(jìn)行再生的裝置；何靖宇等在專利CN87212349中介紹了熱氣流加熱真空脫溶劑的溶劑廢氣活性炭吸附再生裝置；梁黎利在專利CN93109695中介紹了鹽酸處理粉狀活性炭再生的技術(shù)及裝置；李震環(huán)等在專利CN95111001中介紹了旁熱式活性炭再生技術(shù)；李維寧等在專利CN95112281中介紹了壓力溶氣生物再生活性炭的方法；謝仁智在專利CN96111569中介紹了磷酸處理粉狀活性炭再生的技術(shù)；朱紅等在專利CN96117148中介紹了溶劑法再生處理硝基苯廢水工藝中的活性炭的方法。高溫?zé)嵩偕ㄟm應(yīng)性廣、加熱溫度較高，一般在700～1000℃，耗能較大，并且需要通入水蒸汽、二氧化炭、氧等活化氣體，不易回收吸附質(zhì)，同時(shí)必須防止造成空氣污染；設(shè)備工藝復(fù)雜，再生費(fèi)用較高，而且活性炭損失較大?；瘜W(xué)及生物再生法包括堿洗再生法、酸洗再生法、臭氧再生法、生物再生法等，其中大部分采用化學(xué)藥劑，成本相對較高且因解吸不完全而對后期活性炭的再次利用產(chǎn)生不利影響。濕式氧化分解再生法、電解氧化再生法、高頻脈沖法等幾種方法均耗費(fèi)大量電能，有的方法還要求隔絕空氣，成本高，設(shè)備過于復(fù)雜，且再生效果受有機(jī)污染物的種類影響較大。而溶劑再生法是將在水處理過程中吸附飽和的活性炭與某種溶劑接觸，若溶劑對吸附質(zhì)的親和力大于活性炭對吸附質(zhì)的親和力，則可使吸附質(zhì)溶入溶劑中，從而達(dá)到活性炭再生。溶劑再生法與其它再生方法相比，再生效率較高，對活性炭結(jié)構(gòu)無破壞作用，但是在處理過程中活性炭微孔中仍然存在傳質(zhì)傳熱不夠充分的問題，使得溶劑再生法再生的活性炭吸附效率約為90％左右，這表明仍有部分吸附質(zhì)無法進(jìn)行洗脫，影響了活性炭的循環(huán)吸附效率。微波是指波長在1mm～1m、頻率為300MHz-300000MHz的一種電磁波。微波具有較強(qiáng)的穿透能力，并具有加熱能力。在微波加熱系統(tǒng)中，被處理的物料通常是吸收微波能量的介質(zhì)，即有耗介質(zhì)，或極性介質(zhì)。微波加熱是一種深入到物料內(nèi)部、由里向外的加熱方法，而不象傳統(tǒng)的加熱方法靠物料本身的導(dǎo)熱來進(jìn)行，大大減少了加熱的時(shí)間。微波加熱不是熱傳遞過程，而是一種容積加熱，沒有熱傳遞過程的熱損失，熱效率比傳統(tǒng)加熱法高。微波輻射對活性炭與吸附質(zhì)有機(jī)污染物之間的相互作用有減弱作用，可使活性炭吸附的有機(jī)污染物在活性炭內(nèi)部、外部同時(shí)快速地解吸到溶劑中去。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的活性炭再生方法仍有少量殘余吸附質(zhì)無法洗脫的缺陷，提供一種能將活性炭上的吸附質(zhì)徹底洗脫的方法。本發(fā)明是通過下述方案予以實(shí)現(xiàn)的一種活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，它是通過下述步驟實(shí)現(xiàn)的，首先把吸附有機(jī)污染物的活性炭置入溶劑中，然后對浸泡在溶劑中的活性炭進(jìn)行微波輻照。利用微波輻照減弱了活性炭與吸附的有機(jī)污染物之間的相互吸附作用，使吸附的有機(jī)污染物能快速、高效地轉(zhuǎn)移到溶劑體系中去。同時(shí)微波加熱使溶劑溫度迅速升高，增大了有機(jī)污染物在溶劑中的溶解度。將溶劑體系與活性炭分離，回收的溶劑循環(huán)使用，活性炭干燥后即可用于水處理。本發(fā)明的有益效果是，其采用微波加熱溶劑的方法可快速、高效地將有機(jī)污染物從活性炭上解吸至溶劑中，對活性炭結(jié)構(gòu)沒有破壞，再生的活性炭的吸附性能基本等于原有活性炭的吸附性能。本發(fā)明的方法工作可靠、操作簡單，投資小、耗能少，再生工藝對環(huán)境污染小，能源利用充分?；钚蕴吭偕杀镜?，可以保證活性炭的吸附能力不致下降，使活性炭的使用壽命大大增長。
具體實(shí)施例方式
一它是通過下述步驟實(shí)現(xiàn)的，首先把吸附有機(jī)污染物的活性炭置入溶劑中，然后對浸泡在溶劑中的活性炭進(jìn)行微波輻照，微波輻照的時(shí)間為使溶劑沸騰后，再持續(xù)輻照5～60分鐘。采用微波加熱技術(shù)使溶劑溫度升高，達(dá)到所使用溶劑的沸點(diǎn)，增大了有機(jī)污染物在溶劑中的溶解度。
具體實(shí)施例方式
二本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，所述活性炭為顆粒狀體或粉狀體。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
三本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，所述微波的頻率為915MHz至2450MHz。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
四本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，所述溶劑為親水性的甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、四氫呋喃或1，4-二氧六環(huán)以及兩種或多種上述溶劑混合所得的混合溶劑。其中以乙醇為優(yōu)選。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
五本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，溶劑的體積為活性炭體積的2～30倍，其中以2～4倍為優(yōu)選。其它與實(shí)施方式一相同。
權(quán)利要求
1.一種活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是它是通過下述步驟實(shí)現(xiàn)的，首先把吸附有機(jī)污染物的活性炭置入溶劑中，然后對浸泡在溶劑中的活性炭進(jìn)行微波輻照。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是微波輻照的時(shí)間為使溶劑沸騰后，再持續(xù)輻照5～60分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是所述活性炭為顆粒狀體或粉狀體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是所述微波的頻率為915MHz至2450MHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是所述溶劑為親水性的甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、四氫呋喃或1，4-二氧六環(huán)以及兩種或多種上述溶劑混合所得的混合溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是是所述溶劑優(yōu)選為乙醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是溶劑的體積為活性炭體積的2～30倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，其特征是溶劑的體積為活性炭體積的2～4倍。
全文摘要
本發(fā)明公開一種活性炭的微波強(qiáng)化溶劑高效洗脫再生去除有機(jī)污染物的方法——活性炭的微波強(qiáng)化溶劑洗脫再生去除有機(jī)物的方法，以微波加熱的方式用親水性的有機(jī)溶劑對水處理過程中達(dá)到吸附飽和的活性炭進(jìn)行充分解吸再生，實(shí)現(xiàn)活性炭循環(huán)利用的方法。首先把吸附有機(jī)污染物的活性炭置入溶劑中，然后對浸泡在溶劑中的活性炭進(jìn)行微波輻照。本發(fā)明的方法工作可靠、操作簡單，投資小、耗能少，再生工藝對環(huán)境污染小，能源利用充分?；钚蕴吭偕杀镜?，可以保證活性炭的吸附能力不致下降，使活性炭的使用壽命大大增長。
文檔編號(hào)C01B31/00GK1544142SQ20031010769
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者馬軍, 侯艷君, 高金勝, 孫志忠, 于穎慧, 馬 軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)