活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭饱和后的危害和再生技术，活性炭具有良好的理化性能和低廉的价格，因此被广泛用作环保，食品，医药，化工，能源等领域的吸附剂。然而，所产生的大量饱和活性炭在高温环境中易于释放有害物质。即使使用无害再生技术处理了饱和活性炭，由于处理不当也可能导致二次污染。因此，在总结传统活性炭再生方法的基础上，结合实验室研究进展，阐述了近年来新型活性炭再生技术的一些方法。

　　活性炭由于孔结构发达，比表面积超高，化学稳定性稳定，吸附能力强，被广泛应用于有毒有害气体，污染水的处理，是环境污染控制的适用材料。但是活性炭的使用寿命短，一旦吸附饱和，在高温环境下就容易形成二次污染。饱和的废活性炭的危害主要表现在以下三个方面：

　　破坏生态环境

　　随着工业的发展，工业生产过程中的危险废物日益增多。国内每年产生的危险废物为6000万吨，其中活性炭废物约占65%。并且在垃圾处理方面存在一些不足，大部分都是随意堆放，填埋简单，没有相应的安全措施，对周围的地下水，土壤，地表水，大气等造成了严重污染。活性炭的非标准焚烧也会产生有毒有害气体并污染大气环境。焚烧含氯有机物甚至会产生二恶英和呋喃致癌物，对人类造成伤害。不规则的垃圾填埋场也会污染水源和土壤，特别是重金属和有毒废物甚至可能造成长期危害。

　　危害人类健康

　　一些有毒有害物质由于摄入，吸入或皮肤吸收引起急性中毒，直接影响人体健康，对人体造成短期伤害。PM2.5，酸雨，雾霾和雾霾均与有害废物直接相关，这些有害废物可能通过摄入，吸入，皮肤吸收和眼睛接触而引起中毒，而反复接触甚至可能导致中毒，致癌，致畸和致突变。

　　经济社会可持续发展的制约因素

　　未经处理或不规范处理的危险废物所造成的空气，水和土壤污染也将成为制约经济发展活动的瓶颈。作为一个林业资源有限的国家，如果将活性炭作为固体废物或危险废物处理，势必会造成不可再生资源的浪费。因此，研究交流活性炭再生技术不仅具有工程价值和经济价值，而且从环境的角度也具有重要的现实意义。

　　传统活性炭再生技术

　　活性炭再生技术是通过各种方法来达到饱和活性炭再利用的目的，以恢复其吸附性能。再生方法主要取决于活性炭的类型和活性炭吸附物质的性质。传统的再生技术主要有热再生法、化学再生法、生物再生法、微波再生法等。

　　新型活性炭再生技术

　　这些传统的方法在再生活性炭的损失和二次污染方面都存在一定的不足。为了克服传统再生方法的缺陷，近年来出现了新的交流再生技术。

　　等离子体再生法

　　等离子体再生技术是指电子在高能场中加速运动，使水分子和其他分子跃迁到激发态，废活性炭通过这些分子的再生来解吸吸附在其表面的污染物。将交流吸附与介质阻挡放电等离子体技术相结合，去除水中难降解的有机污染物，实现了等离子体对吸附在交流表面的有机物的降解和等离子体对活性炭的再生。等离子体再生技术可以很好地避免交流烧蚀，同时该方法具有再生效率高、无二次污染、再生时间短、交流损耗小、适用性强等特点。然而，该反应器存在能耗高、结构缺陷等问题。

　　光催化再生法

　　光催化再生法是将光催化剂与吸附材料混合，制备光催化复合材料，实现吸附材料的原位再生。测试中用甲苯饱活性炭为实验对象，研究了气提-光催化联合工艺的合适条件，证明气提-光催化联合工艺能很好的再生饱和活性炭。具有再生工艺简单、生产规模不受控制、设备操作简单等优点。但由于再生时间长，再生效果差，限制了其进一步的发展。

　　超临界流体再生法

　　超临界流体利用超高溶解度的超临界流体萃取有机物，再生饱和的活性炭。这种方法一般具有溶解度超高、溶解度好、传质速率高、扩散性能优异、表面张力小等特点。这种方法的缺点是对工艺和设备要求较高，投资成本较大。

　　超声波再生法

　　超声再生法是依靠超声波的频率(波长在0.01～10cm之间)产生能量巨大的“空化泡”，当“空化泡”破裂时，周围液体突然冲入泡中，造成局部高温高压。在电镀行业中，采用微波，超声波和微波-超声波方法再生含铬的饱和活性炭。在合适条件下，活性炭的回收率可达到99.93%。超声波法适用于物理吸附后活性炭再生，节能效果好，碳损失小。但是其再生效率不稳定，声化学反应设备的开发仍处于瓶颈阶段。

　　目前，活性炭的综合利用已广泛应用于各个领域，应用范围广、使用量大。随着活性炭的广泛应用，饱和后的活性炭的综合治理得到了进一步的发展。虽然上述活性炭再生技术在实验室研究中取得了良好的再生效果，但由于实验环境恶劣，仍不能应用于大规模生产，仅用单一的再生方法分解活性炭表面吸附剂的再生效果并不理想。

　　因此，可以采用两种或多种技术的耦合进行加工，如化学再生法和超声波技术的结合。超声再生的优点是能耗低，缺点是再生活性炭收率低;化学法具有再生效率高的优点，经过多次改造仍具有很高的吸附效率，但不足之处是能耗较高。如果将上述两种方法结合起来应用，就可以解决其他可再生技术难以克服的问题，这将大大提高活性炭的活化率，不同工艺下的废活性炭可以采用一种或者几种再生方法，这样可以提高活性炭的回收率。

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