五、吸附剂再生

吸附剂在达到饱和吸附后，只有经过再生后才能重复使用。再生是吸附的逆过程，即在吸附剂结构不变化或者变化极小的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂孔隙中除去，恢复吸附剂的吸附能力。该法能大幅降低废水的处理成本，减少废渣的排放，同时回收有用的吸附质。目前吸附剂的再生方法有加热再生、药剂再生、生物再生、湿式氧化再生、电解再生等，具体见表5-2。在选择再生方法时，主要考虑三方面的因素：吸附质的理化性质、吸附机理、吸附质的回收价值。

表5-2　吸附剂再生方法分类

1.加热再生

活性炭因其微孔发达，吸附能力强，对被吸附物没有选择性，在废水吸附处理中被广泛使用，吸附在活性炭上的物质在不同温度下的分解方式不同。

（1）易挥发性物质，简单的低分子碳氢化合物和芳香族有机物，一般加热到200°C即可脱附。

（2）易分解型物质，在加热过程中该类物质一部分分解成低分子有机物而挥发脱附；另一部分则炭化后残留在吸附剂微孔内。

（3）难分解型物质，该类物质在加热时基本无变化，且有大量的碳化物残留在微孔内。

废水中的污染物因与活性炭结合较牢固，需要高温加热再生。高温加热再生过程主要可分为五个阶段。

脱水阶段：使活性炭和输送液体进行分离。

干燥阶段：加热温度为100～150°C，吸附在活性炭微孔内部的水分蒸发，同时部分低沸点有机物也挥发出来。

炭化阶段：加热到300～700°C，高沸点有机物由于加热分解，一部分变成低沸点有机物而挥发；另一部分被炭化而残留在活性炭微孔内部。

活化阶段：升温至700～1000°C，通入水蒸气、CO2等活化气体，将残留在微孔中的碳化物分解为CO、CO2、H2等，达到重新造孔的目的。

冷却阶段：活化后的活性炭用水急剧冷却，防止氧化。(https://www.daowen.com)

同活性炭制造一样，活化也是再生的关键。必须严格控制活化条件。一般最适宜的活化温度为800～950°C，活化时间以20～40min。活化时最好用水蒸气，以防止氧化性气体对活性炭的氧化。目前用于加热再生的炉型有立式多段炉、转炉、立式移动床炉、流化床炉以及电加热再生炉等。

2.药剂再生

在饱和吸附剂中加入适当的药剂作溶剂，改变体系的吸附剂与吸附质的动态平衡，改变吸附剂与吸附质分子间的作用力，从而使吸附质离开吸附剂进入溶剂中，达到吸附剂再生和吸附质回收的目的。

药剂再生法又可分为无机药剂再生法和有机溶剂再生法两类。

（1）无机药剂再生法。用无机酸（H2SO4、HCl）或碱（NaOH）等无机药剂使吸附在活性炭上的污染物脱附。例如，吸附高浓度酚的饱和炭，用NaOH再生，脱附下来的酚为酚钠盐，可回收利用。

（2）有机溶剂再生法。用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂萃取吸附在活性炭上的有机物。例如，吸附含二硝基氯苯的染料废水饱和的活性炭，用有机溶剂氯苯脱附后，再用热蒸汽吹扫氯苯，脱附率可达93%。

药剂再生可在吸附塔内进行，设备和操作管理简单，但药剂再生，一般随再生次数的增加，吸附性能明显降低，需要补充新炭，废弃一部分饱和炭。

3.化学氧化法

（1）湿式氧化法。近年来，为了提高曝气池的处理能力，向曝气池投加粉状炭。吸附饱和的粉状炭可以采用湿式氧化法进行再生。饱和炭用高压泵经换热器和水蒸气加热器送入氧化反应塔。在塔内被活性炭吸附的有机物与空气中的氧反应，进行氧化分解，使活性炭得到再生。再生后的炭经热交换器冷却后，再送入再生贮槽。在反应器底积集的无机物（灰分）定期排出。

（2）电解氧化法。将碳作阳极，进行水的电解，在活性炭表面产生的氧气把吸附质氧化分解。

（3）臭氧氧化法。利用强氧化剂臭氧，将吸附在活性炭上的有机物加以分解。

4.生物法

利用微生物的作用，将被活性炭吸附的有机物加以氧化分解。