专利名称：超声波脱附活化活性炭再生技术的制作方法
技术领域：
本发明属于节能环保领域，具体地说是利用超声波技术，对采用过虑方法处理含有机物、重金属离子等污水的活性炭吸附，在活性炭吸附饱和后进行脱附、活化的再生技术。
背景技术：
活性炭作为优良的吸附剂在防治污染环境，工业制程，民生用途等方面已被广泛的使用，且都有相当的成效，然而活性炭在吸附饱和后，一般业者都将其抛弃、掩埋或焚化处理掉，这些使用后吸附有大量有机物质、有害物质的废弃活性炭，若因处理、处置不当，易造成“二次污染”！废弃活性炭在处置上必须慎重。活性炭脱附、活化再生，是指利用超声波装置在不破坏活性炭的前提下，产生一系列物理和化学变化，将吸附于活性炭微孔的吸附质子、有机物进行剥离，同时打开活性炭微晶、晶隙、碳孔，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的，因此，使用科学易行的方法，让其再生回复性能并多次重复使用，就工业减废、防治污染、资源回收而言，不仅可获得较大的经济效益，而且同时获得良好的社会获益。
目前，公知的活性炭脱附、活化较成熟的技术主要有用药剂洗脱的化学法，生物再生法，湿式氧化法，高温加热再生法和强制放电再生法等，经常期的应用，这些再生方法均存在一些弊端，具体情况如下1、药剂洗脱的化学法此法活性炭损耗较小，但再生不太彻底，微孔易堵塞，影响吸附性能的恢复率，且多次再生后吸附性能明显降低，化学药剂费用高，二次污染大。
2、生物再生法仅适用于易被微生物分解的有机物的‘饱和碳’，且分解反应的周期较长，又必须定期更换活性炭，成本较高。
3、湿式氧化法再生系统附属设施多，需在高温高压下进行，能耗高，操作麻烦。
4、高温加热再生法对再生设备要求高，需在高温下进行，能耗大，可造成碳粒相互粘连，操作较麻烦，塔外再生，需要大量人力。
5、强制放电再生法对放电频率要求高，再生温度高，对再生设备要求高，不可以原塔内再生，操作劳动强度大。
发明内容
本发明是利用超声波技术，对采用过虑方法处理含有机物、重金属离子等污水的活性炭吸附塔，在活性炭吸附饱和后进行脱附、活化的再生技术。
本发明基本原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频声波在介质中传播产生剧烈机械振荡，超声波在清洗介质中，疏密相间的向前辐射，形成直射流，使液体湍动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下强烈振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使迫使它们脱离碳孔游离分散于洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在炭孔表面时，油被乳化，固体粒子即被脱离，从而达到清洗活性炭表面净化的目的。在脱附、活化的同时加入氧化剂等表面活化溶剂。超声波发生器，由并接的多个超声波发射头组成，在炭塔内构成立体的空间网状结构，层间间隔小于30cm，每组对应间距600cm以上。
本发明的目的是这样实现的它包括大功率工业超声波发生器，扫频主振电路，功率放大驱动电路，匹配电感器件、换能器和反馈电路组成，其特征是将超声波发射头设置在活性炭吸附塔内或吸附塔外，在常温常压下，超声波发生器产生0.6W/cm2以上的声波密度，在脱附、活化饱和的活性炭时在同一装置内进行动态脱附、活化再生，利用水力的冲洗强化动态脱附、活化效果。
本发明还包括处理不同的水质时，在脱附、活化的同时加入氧化剂等表面活化溶剂，促进有机物分子剥离、分解，提高脱附、活化的效果。超声波发生器并接了多个超声波换能发射头，设置在活性炭吸附塔内部或外部，构成立体的空间网状结构，层间间隔小于30cm，每组对应间距600cm以上。
本发明还包括在于超声波发射头外壳材料为钢制或不锈钢板材制作，并密封处理。
本发明还包括在于超声波发射方式采用多频方式、扫频方式或它激方式。其优点在于1.本项技术实现低能耗原位再生，不需要倒槽脱附活化，无污染，人工少。
2.经活化再生后的活性炭吸附效率优新碳，是新碳的95-130％；活性炭损耗率小于0.3％/次，再生成本低。
3.活性炭使用寿命长，可以循环利用，应用本技术处理有机废水的成本低廉。
4吸附塔内活性炭在水动力作用下，产生漂浮、悬流、湍流，实现活性炭颗粒动态脱附活化，避免超声波辐射的盲区，提高活化再生的均衡性。
5.处理效果不受介质浓度，温度，水量变化的影响，对有机废水的色度和臭味有明显去除效率。
6.工业超声波装置还具有功耗低，效率高，最高效率可以达到90％以上。体积较小，重量轻，单位功率所占的体积和重量值较小。可靠性好。与微处理器等配合较容易，电子器件在工作时的温升较低，工作可靠，加上全数字(开关)输出，可用微处理器直接控制超声扫频线路；另外，超声输出频率可根据不同工作情况进行连续无级微调，范围为10-100％等特点。
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的原理框2是本发明的结构示意简图如附图1所示，本发明所述大功率工业超声波装置原理框图，由扫频主振波形发生器，功率放大驱动电路，匹配电感器件，换能发生器及超声检测探头，反馈信号处理的反馈电路组成。
实例1如附图2所示，将工业超声波装置中的换能发生器7，并联多组，按空间网庄立体对称的结构置于活性炭吸附塔8中，该换能发生器由并接的多个换能发生器组合而成，其中两对间距为0.6--2米，超声波功率密度大于0.6w/cm2，附图2中的1为高压进水口，2为侧壁高压进水口，3是布水装置，4是出水口，5是人孔，6是进水口，7是换能发生器，8是活性炭吸附塔，9是活性炭层，10是下口筛板底座。
工艺步骤A、对原水进行吸附和过滤；B、吸附饱和后开启反冲洗水；C、打开超声波装置电源，进行超声波脱附；D、停反冲洗水，开启全部高压喷水嘴开关，使活性炭罐内产生换位。
E、停高压喷水，开反冲洗水；F、重复循环上述步骤至活化再生结束使用结果对南京锐马化工有限公司污水处理车间末端尾水过滤器，流量40m3/h，在活性炭吸附饱和后，经60分钟超声波脱附活化处理60分钟后结果如下表
多次抽样结果表明，该超声波脱附工艺满足水处理需求，且运行稳定，成本低廉。
实例2对南京鑫沛化工有限公司经预处理后的污水，进入活性炭吸附塔，流量50m3/h，在吸附饱和后，经90分钟超声波脱附活化处理，结果如下表
多次抽样结果表明，该超声波脱附工艺满足该项水处理需要，占地小，投资和运行成本低。
权利要求
1.一种超声波脱附活化活性炭再生的工艺技术，它包括大功率工业超声波发声器，扫频主振电路，功率驱动电路，匹配电感器件，超声波发射头和反馈电路组成，其特征是将超声波发射头设置在活性炭吸附塔内，在常温常压下，超声波发生器产生0.6W/cm2以上的声波密度，脱附、活化饱和的活性炭；在同一容器内利用水力的冲洗强化冲洗，进行动态脱附活化。
2.根据权利要求1所述的活性炭再生的工艺技术，其特征是在脱附、活化的同时加入氧化剂等脱附溶剂。
3.根据权利要求1和2所述的活性炭再生的工艺技术，其特征在于超声波发生器，由并接的多个超声波发射头组成，在炭塔内构成立体的空间网状结构，层间间隔小于30cm，每组对应间距600cm以上。
4.根据权利要求2和3所述的活性炭再生的工艺技术，其特征是在于超声波发射头外壳材料为钢制或不锈钢板材制作并密封处理。
5.根据权利要求1和4所述的活性炭再生的工艺技术，其特征是在于超声波发射方式采用多频方式、扫频方式或它激方式。
全文摘要
利用大功率工业超声波技术，对采用过虑方法处理含有机物、重金属离子等污水的活性炭在吸附饱和后进行脱附、活化的活性炭再生技术，本发明基本原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频声波在介质中传播，产生剧烈机械振荡，超声波在清洗介质中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下强烈振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使迫使它们脱离碳孔，游离分散于洗液中，从而达到活性炭微空、晶间及炭孔表面的净化目的，实现脱附、活化再生活性炭过程。本发明实现低能耗原位动态再生，再生成本低；无二次污染，经再生后的活性炭吸附效率优于新碳，是新碳的95－130％，活性炭损耗率小于0.3％/次；活性炭使用寿命长，可以循环利用；应用本技术处理有机废水的成本低廉，应用范围广等特点。
文档编号B01J20/20GK101073766SQ200610040350
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月17日 优先权日2006年5月17日
发明者周恩民 申请人:周恩民