专利名称：活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法
技术领域：
本发明涉及一种活性炭的微波强化溶剂高效洗脱再生去除有机污染物的方法，以微波加热的方式用亲水性的有机溶剂对水处理过程中达到吸附饱和的活性炭进行充分解吸再生，实现活性炭循环利用的方法。
背景技术：
活性炭是在给水及含有机物废水处理过程中普遍采用的极佳吸附剂，已广泛应用于给水处理及炼油、含酚印染、氯丁橡胶、腈纶、三硝基甲苯等废水处理，以及城市污水的深度处理。虽然活性炭吸附性能好、应用范围广，但因价格较高，必须再生循环利用，才能符合成本要求。目前活性炭的再生，主要有高温热再生法、化学及生物再生法、湿式氧化分解再生法、电解氧化再生法、高频脉冲法、溶剂再生法等几种方法。如翁元生和田钟荃等在专利CN85100619和CN97202503中介绍了活性炭强制放电进行再生的装置；何靖宇等在专利CN87212349中介绍了热气流加热真空脱溶剂的溶剂废气活性炭吸附再生装置；梁黎利在专利CN93109695中介绍了盐酸处理粉状活性炭再生的技术及装置；李震环等在专利CN95111001中介绍了旁热式活性炭再生技术；李维宁等在专利CN95112281中介绍了压力溶气生物再生活性炭的方法；谢仁智在专利CN96111569中介绍了磷酸处理粉状活性炭再生的技术；朱红等在专利CN96117148中介绍了溶剂法再生处理硝基苯废水工艺中的活性炭的方法。高温热再生法适应性广、加热温度较高，一般在700～1000℃，耗能较大，并且需要通入水蒸汽、二氧化炭、氧等活化气体，不易回收吸附质，同时必须防止造成空气污染；设备工艺复杂，再生费用较高，而且活性炭损失较大。化学及生物再生法包括碱洗再生法、酸洗再生法、臭氧再生法、生物再生法等，其中大部分采用化学药剂，成本相对较高且因解吸不完全而对后期活性炭的再次利用产生不利影响。湿式氧化分解再生法、电解氧化再生法、高频脉冲法等几种方法均耗费大量电能，有的方法还要求隔绝空气，成本高，设备过于复杂，且再生效果受有机污染物的种类影响较大。而溶剂再生法是将在水处理过程中吸附饱和的活性炭与某种溶剂接触，若溶剂对吸附质的亲和力大于活性炭对吸附质的亲和力，则可使吸附质溶入溶剂中，从而达到活性炭再生。溶剂再生法与其它再生方法相比，再生效率较高，对活性炭结构无破坏作用，但是在处理过程中活性炭微孔中仍然存在传质传热不够充分的问题，使得溶剂再生法再生的活性炭吸附效率约为90％左右，这表明仍有部分吸附质无法进行洗脱，影响了活性炭的循环吸附效率。微波是指波长在1mm～1m、频率为300MHz-300000MHz的一种电磁波。微波具有较强的穿透能力，并具有加热能力。在微波加热系统中，被处理的物料通常是吸收微波能量的介质，即有耗介质，或极性介质。微波加热是一种深入到物料内部、由里向外的加热方法，而不象传统的加热方法靠物料本身的导热来进行，大大减少了加热的时间。微波加热不是热传递过程，而是一种容积加热，没有热传递过程的热损失，热效率比传统加热法高。微波辐射对活性炭与吸附质有机污染物之间的相互作用有减弱作用，可使活性炭吸附的有机污染物在活性炭内部、外部同时快速地解吸到溶剂中去。
发明内容
为了克服现有的活性炭再生方法仍有少量残余吸附质无法洗脱的缺陷，提供一种能将活性炭上的吸附质彻底洗脱的方法。本发明是通过下述方案予以实现的一种活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，它是通过下述步骤实现的，首先把吸附有机污染物的活性炭置入溶剂中，然后对浸泡在溶剂中的活性炭进行微波辐照。利用微波辐照减弱了活性炭与吸附的有机污染物之间的相互吸附作用，使吸附的有机污染物能快速、高效地转移到溶剂体系中去。同时微波加热使溶剂温度迅速升高，增大了有机污染物在溶剂中的溶解度。将溶剂体系与活性炭分离，回收的溶剂循环使用，活性炭干燥后即可用于水处理。本发明的有益效果是，其采用微波加热溶剂的方法可快速、高效地将有机污染物从活性炭上解吸至溶剂中，对活性炭结构没有破坏，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。本发明的方法工作可靠、操作简单，投资小、耗能少，再生工艺对环境污染小，能源利用充分。活性炭再生成本低，可以保证活性炭的吸附能力不致下降，使活性炭的使用寿命大大增长。
具体实施例方式
一它是通过下述步骤实现的，首先把吸附有机污染物的活性炭置入溶剂中，然后对浸泡在溶剂中的活性炭进行微波辐照，微波辐照的时间为使溶剂沸腾后，再持续辐照5～60分钟。采用微波加热技术使溶剂温度升高，达到所使用溶剂的沸点，增大了有机污染物在溶剂中的溶解度。
具体实施例方式
二本实施方式与实施方式一的不同点是，所述活性炭为颗粒状体或粉状体。其它与实施方式一相同。
具体实施例方式
三本实施方式与实施方式一的不同点是，所述微波的频率为915MHz至2450MHz。其它与实施方式一相同。
具体实施例方式
四本实施方式与实施方式一的不同点是，所述溶剂为亲水性的甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃或1，4-二氧六环以及两种或多种上述溶剂混合所得的混合溶剂。其中以乙醇为优选。其它与实施方式一相同。
具体实施例方式
五本实施方式与实施方式一的不同点是，溶剂的体积为活性炭体积的2～30倍，其中以2～4倍为优选。其它与实施方式一相同。
权利要求
1.一种活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是它是通过下述步骤实现的，首先把吸附有机污染物的活性炭置入溶剂中，然后对浸泡在溶剂中的活性炭进行微波辐照。
2.根据权利要求1所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是微波辐照的时间为使溶剂沸腾后，再持续辐照5～60分钟。
3.根据权利要求1所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是所述活性炭为颗粒状体或粉状体。
4.根据权利要求1所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是所述微波的频率为915MHz至2450MHz。
5.根据权利要求1所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是所述溶剂为亲水性的甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃或1，4-二氧六环以及两种或多种上述溶剂混合所得的混合溶剂。
6.根据权利要求5所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是是所述溶剂优选为乙醇。
7.根据权利要求1所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是溶剂的体积为活性炭体积的2～30倍。
8.根据权利要求7所述的活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，其特征是溶剂的体积为活性炭体积的2～4倍。
全文摘要
本发明公开一种活性炭的微波强化溶剂高效洗脱再生去除有机污染物的方法——活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法，以微波加热的方式用亲水性的有机溶剂对水处理过程中达到吸附饱和的活性炭进行充分解吸再生，实现活性炭循环利用的方法。首先把吸附有机污染物的活性炭置入溶剂中，然后对浸泡在溶剂中的活性炭进行微波辐照。本发明的方法工作可靠、操作简单，投资小、耗能少，再生工艺对环境污染小，能源利用充分。活性炭再生成本低，可以保证活性炭的吸附能力不致下降，使活性炭的使用寿命大大增长。
文档编号C01B31/00GK1544142SQ20031010769
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月13日 优先权日2003年11月13日
发明者马军, 侯艳君, 高金胜, 孙志忠, 于颖慧, 马 军 申请人:哈尔滨工业大学