專利名稱：一種活性炭再生裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種活性炭再生裝置及エ藝，屬于化工生產(chǎn)專用設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活性炭作為ー種優(yōu)良的吸附劑，它具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，巨大的比表面積，優(yōu)良的吸附性能。20世紀60年代初，歐美各國開始大量使用活性炭吸附法處理城市飲用水和エ業(yè)廢水?；钚蕴吭谔幚砉I(yè)廢水，不論是在技術(shù)上還是在應用范圍和處理規(guī)模上都發(fā)展很快，如在造紙廢水、電鍍廢水、煉油廢水和炸藥廢水處理等方面都有了較大規(guī)模的應用，并取得 了滿意的效果。而用過的活性炭若不進行回收會對環(huán)境造成二次污染，因此，從經(jīng)濟和環(huán)保的角度考慮，活性炭的再生具有格外重要的意義。在活性炭的再生方法主要有熱再生法、化學再生法、濕式氧化再生法、雖然熱再生效率高，但是炭損失較大，一般在5%-10%，溶劑再生法一般比較適用于那些可逆吸附，如對高濃度、低沸點有機物廢水的吸附，他的針對性較強并且微孔易堵塞，影響吸附性能的恢復率。濕式再生氧化法的再生附屬設(shè)施多，操作較麻煩。電化學再生法不僅操作方便，而且效率高、能耗低，處理對象所受局限性較小。雖然目前電化學的方法效率較高，但一次再生活性炭量少，為了進ー步的提高其再生效率，需要幾種再生的方法想結(jié)合的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了改進現(xiàn)有的活性炭裝置單用電化學法再生效率低和一次再 生活性炭量少的問題而本發(fā)明提出ー種活性炭再生裝置，本發(fā)明的另一目的是提供了ー種利用上述裝置再生活性炭的エ藝。本發(fā)明的技術(shù)方案為ー種活性炭再生的裝置，其特征在于由反應室10、曝氣室
7、臭氧發(fā)生裝置16和外接電源組成；其中反應室10和曝氣室7外套有殼體12，曝氣室7位于反應室下方，曝氣室7和反應室10中間設(shè)置有水力分布板4，反應室10內(nèi)部緊靠側(cè)壁的相對位置分別設(shè)置陽極11和陰極2，陽極11和陰極2通過導線分別與外接電源的正極和負極相接，陽極11和陰極2之間填充活性炭3，反應室10頂部側(cè)壁安裝有出水ロ 1，曝氣室7底部側(cè)壁設(shè)置有污染水的入口 8、電解液的入口 5和曝氣入口 6，曝氣室7內(nèi)設(shè)置有曝氣管15，曝氣管15穿過曝氣入ロ 6通過氣管15與臭氧發(fā)生裝置16相連。優(yōu)選上述反應室10和曝氣室7均為長方體；反應室與曝氣室的體積比為3 4:1 ；所述曝氣管15是由中部的主管道17和分布在主管兩側(cè)的支管13組成，曝氣管成“豐”字型排布，主管道17由架設(shè)在曝氣室兩側(cè)的擋板14固定在曝氣室7的中部，曝氣管道上開設(shè)有均勻分布的曝氣孔18。優(yōu)選所述的污染水的入口 8和電解液的入口 5位干與曝氣管主管道17平行的兩個側(cè)壁上；所述的出水ロ I位于剛好能使電解液覆蓋活性炭的位置。優(yōu)選所述的陰極2和陽極11材質(zhì)均為石墨電極。所述的水力分布板4安裝在與裝置內(nèi)壁粘結(jié)在一起的擋板9上，水力分布板為常規(guī)的水力分布板，水力分布板上開設(shè)有均有的小孔，小孔的尺寸小于活性炭的尺寸。本發(fā)明還提供了利用上述的活性炭再生裝置再生活性炭的エ藝，其具體步驟如下將待再生的活性炭填充于陰陽兩極中間，打開電解液入口 5，電解液由電解液入口 5注入曝氣室7，通過水力分布板4流入反應室10，當電解液剛好覆蓋活性炭層時，打開外接電源和臭氧發(fā)生裝置16進行再生，電解液從反應室10上部的出水ロ I流出，一段時間后，關(guān)閉臭氧發(fā)生裝置16，繼續(xù)再生，再生結(jié)束后，關(guān)閉電解液入口 5和外接電源。優(yōu)選所述的電解液中的電解質(zhì)為NaCl ;電解液的濃度為3 5g/L ;電解液流速為8 25ml/min ;外接電源的電流大小為100 300mA。優(yōu)選臭氧發(fā)生裝置16的臭氧的流速為0. 4 0. 6L/min ;通入臭氧的時間為IOmin 60min。優(yōu)選上述的再生的時間為I 6h。有益效果本發(fā)明通過兩種再生方法相結(jié)合，可以達到比單用電化學方法更高的再生程度。制作裝置簡單，能耗低，一次再生量大，活性炭能被高效再生。


圖I是活性炭的電化學再生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中I為出水口，2為陰扱，3為活性炭，4為水力分布板，5為電解液入ロ，6為曝氣入ロ，7為曝氣室，8為污染水入ロ，9為擋板，10為反應室，11為陽極，12為殼體；圖2是曝氣管布設(shè)的示意圖；其中13為支管，14為擋板，15為氣管，16為臭氧發(fā)生裝置，17為主管道，18為曝氣孔。
具體實施例方式通過下面對實施例的描述，更加有助于公眾理解本發(fā)明，但不能也不應當將申請人所給出的具體的實施例視為對本發(fā)明的限制，任何對不見或者技術(shù)特征的定義進行改變或者對整天結(jié)果做形式的而非實質(zhì)性的變換都應該視為本發(fā)明所限定的保護范圍。實施例I如圖I所示采用有機玻璃做為殼體和水力分布板的材料，殼體為長方體，在與裝置內(nèi)壁緊密粘結(jié)的擋板上放置水力分布板，水力分布板將裝置分各出反應室和曝氣室，緊靠反應室相對位置的側(cè)壁分別設(shè)置石墨電極作為陽極和陰極，陽極和陰極通過導線與電源相接，在曝氣室側(cè)壁開設(shè)ー個圓孔作為曝氣入ロ，通過氣管將曝氣入ロ與臭氧發(fā)生裝置相連，曝氣管成“豐”字型排布，曝氣管的支管均勻開設(shè)圓孔作為曝氣孔，在與曝氣孔主管道平行的側(cè)壁的相對位置各開設(shè)圓孔作為污染水和電解液的入口。實施例2裝置結(jié)構(gòu)如實施例1，其中反應室和曝氣室的比例為3:1，電極的厚度為10mm，曝氣入ロ的孔徑為8mm，曝氣孔為孔徑為2mm，電解液入ロ的孔徑為10mm，將400g活性炭放入 反應室，以8ml/min的速度將500mg/L的苯酚溶液通過污染水入口抽入到反應室中，測定出水時苯酚的濃度，當處理2L污染水后，停止抽水，關(guān)閉污染水入ロ打開再生液入ロ，將NaCl電解液(濃度為3g/L)以8ml/min的速度抽入到反應室中，當電解液剛好覆蓋活性炭層時，開啟電源，調(diào)節(jié)電流為0. 1A，打開臭氧發(fā)生裝置進行再生，調(diào)節(jié)進氣流量為0. 3L/min,電解液從反應室上部的出水ロ流出，臭氧進氣IOmin后，關(guān)閉臭氧發(fā)生裝置，繼續(xù)再生(電解)I小時后關(guān)閉電源和電解液入ロ ；這時再次打開污染水入ロ，再次進行吸附，如此同樣的條件下進行活性炭吸附一一再生過程重復5次，測其吸附能力，吸附能力仍能達到使用前的80%以上水平。實施例3構(gòu)造如實施例1，反應室和曝氣室的比例為4 1，電極的厚度為10mm，曝氣入口的孔徑為8mm，曝氣孔孔徑為2mm，電解液入ロ的孔徑為10mm，將500g活性炭放入反應室，以5ml/min的速度將2000mg/L的苯酚溶液通過污染水入口抽入到反應室中，測定出水時苯酚的濃度，當處理2L污染水后，停止抽水，關(guān)閉污染水入ロ打開再生液入ロ，將NaCl電解液(濃度為5g/L以25ml/min的速度抽入到反應室中，當電解液剛好覆蓋活性炭層時，開啟電源，調(diào)節(jié)電流為0. 3A打開臭氧發(fā)生裝置進行再生，調(diào)節(jié)進氣流量為0. 6L/min,電解液從反應室上部的出水ロ流出，進氣60min后關(guān)閉臭氧發(fā)生裝置，電解5小時后關(guān)閉電源和電解液入ロ，這時再次打開污染水入ロ，再次進行吸附，如此同樣的條件下進行活性炭吸附——再 生過程重復5次，測其吸附能力，吸附能力仍能達到使用前的85%以上水平。
權(quán)利要求
1.ー種活性炭再生的裝置，其特征在于由反應室(10)、曝氣室(7)、臭氧發(fā)生裝置(16)和外接電源組成；其中反應室(10)和曝氣室(7)外套有殼體(12)，曝氣室(7)位于反應室下方，曝氣室(7)和反應室(10)中間設(shè)置有水力分布板(4)，反應室(10)內(nèi)部緊靠側(cè)壁的相對位置分別設(shè)置陽極(11)和陰極⑵，陽極(11)和陰極⑵通過導線分別與外接電源的正極和負極相接，陽極(11)和陰極(2)之間填充活性炭(3)，反應室(10)頂部側(cè)壁安裝有出水ロ(1)，曝氣室(7)底部側(cè)壁設(shè)置有污染水的入口(8)、電解液的入口(5)和曝氣入口(6)，曝氣室(7)內(nèi)設(shè)置有曝氣管(15)，曝氣管(15)穿過曝氣入口(6)通過氣管(15)與臭氧發(fā)生裝置(16)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭再生裝置，其特征在于所述反應室(10)和曝氣室(7)均為長方體；反應室與曝氣室的體積比為3 4 : I ;所述曝氣管(15)是由中部的主管道(17)和分布在主管兩側(cè)的支管(13)組成，曝氣管成“豐”字型排布，主管道(17)由架設(shè)在曝氣室兩側(cè)的擋板(14)固定在曝氣室(7)的中部，曝氣管道上開設(shè)有均勻分布的曝氣孔(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭再生裝置，其特征在于所述的陰極(2)和陽極(11)均為石墨電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭再生裝置，其特征在于所述的水力分布板(4)安裝在與裝置內(nèi)壁粘結(jié)在一起的擋板(9)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭再生裝置，其特征在于所述的污染水的入口(8)和電解液的入口(5)位干與曝氣管主管道(17)平行的兩個側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭再生裝置，其特征在于所述的出水ロ(I)位于剛好能使電解液覆蓋活性炭的位置。
7.ー種利用如權(quán)利要求I所述的活性炭再生裝置再生活性炭的エ藝，其具體步驟為將待再生的活性炭填充于陰陽兩極中間，打開電解液入口(5)，電解液由電解液入口(5)注入曝氣室(7)，通過水力分布板(4)流入反應室(10)，當電解液剛好覆蓋活性炭層時，打開外接電源和臭氧發(fā)生裝置(16)進行再生，電解液從反應室(10)上部的出水ロ(I)流出，一段時間后，關(guān)閉臭氧發(fā)生裝置(16)，繼續(xù)再生，再生結(jié)束后，關(guān)閉電解液入口(5)和外接電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的エ藝，其特征在于所述的電解液中的電解質(zhì)為NaCl;電解液的濃度為3 5g/L ;電解液流速為8 25ml/min ;外接電源的電流大小為100 300mA。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的的エ藝，其特征在于臭氧發(fā)生裝置(16)臭氧的流速為0.4 0.6L/min ;通入臭氧的時間為IOmin 60min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的的エ藝，其特征在于所述的再生的時間為I 6h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活性炭再生裝置及工藝，該裝置包括反應室和曝氣室，曝氣室在反應室的底部，反應室和曝氣室之間通過水利分布板隔開，反應室外部設(shè)置一個外接電源，該電源與安裝在裝置內(nèi)部的陽極和陰極相連，陽極和陰極安裝在反應室兩側(cè)，曝氣室底部安裝有電解液入水口、污染水入水口和曝氣入口，在曝氣室內(nèi)設(shè)置有曝氣管，曝氣管通過氣管與臭氧發(fā)生裝置相連，電解液由電解液入口注入曝氣室，流經(jīng)反應室，再由反應室頂部的出水口流出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用電化學法和臭氧聯(lián)合再生的方法，提高活性炭的再生效率，裝置相對簡單。
文檔編號B01J20/34GK102652916SQ20121009704
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者徐炎華, 王欣欣, 趙浩, 趙賢廣 申請人:南京工業(yè)大學