一種光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種再生粉末活性炭的系統(tǒng)，尤其涉及一種光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末活性炭是一種比較特殊的碳質(zhì)材料，是一種良好的吸附劑，常作為炭質(zhì)吸附劑應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、環(huán)境衛(wèi)生和生物醫(yī)藥等許多領(lǐng)域。用于吸附處理的活性炭，其吸附力隨著使用時間的延長而逐漸減弱甚至喪失。喪失吸附能力的飽和炭如不及時處理，就會成為新的污染源，不但造成二次污染，且浪費(fèi)資源。飽和活性炭的再生，具有極其重要的工程應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)價值。目前關(guān)于顆?；钚蕴吭偕难芯繄蟮垒^多，而關(guān)于粉末活性炭再生尤其涉及光電協(xié)同再生的技術(shù)較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高效的光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明的包括依次連接的調(diào)節(jié)池、提升栗、光電協(xié)同再生反應(yīng)器、沉淀池，所述光電協(xié)同再生反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有紫外燈、負(fù)載二氧化鈦的顆?；钚蕴?、BDD陽極、不銹鋼陰極、隔網(wǎng)、環(huán)形的曝氣管，所述曝氣管連接有曝氣栗，所述BDD陽極和不銹鋼陰極與直流電源連接，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有攪拌器，所述沉淀池設(shè)有排水管和排碳管。
[0006]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)，由于采用紫外燈照射下二氧化鈦光催化、采用三維BDD電極電化學(xué)氧化，能高效地對粉末活性炭進(jìn)行再生，尤其適用于環(huán)保領(lǐng)域產(chǎn)生的飽和粉末活性炭的再生。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:
[0009]1.調(diào)節(jié)池，2.攪拌器，3.提升栗，4.曝氣栗，5.紫外燈，6.光電協(xié)同反應(yīng)器，7.直流電源，8.BDD陽極，9.不銹鋼陰極，10.負(fù)載二氧化鈦顆粒活性炭，11.隔網(wǎng)，12.曝氣管，13.沉淀池，14.排水管，15.排炭管。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0011]本發(fā)明的光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0012]包括依次連接的調(diào)節(jié)池、提升栗、光電協(xié)同再生反應(yīng)器、沉淀池，所述光電協(xié)同再生反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有紫外燈、負(fù)載二氧化鈦的顆?；钚蕴俊DD陽極、不銹鋼陰極、隔網(wǎng)、環(huán)形的曝氣管，所述曝氣管連接有曝氣栗，所述BDD陽極和不銹鋼陰極與直流電源連接，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有攪拌器，所述沉淀池設(shè)有排水管和排碳管。
[0013]系統(tǒng)在再生粉末活性炭的過程中，曝氣的同時進(jìn)行紫外照射負(fù)載二氧化鈦的顆?；钚蕴窟M(jìn)行光催化反應(yīng)、BDD陽極與粉末活性炭構(gòu)成三維電極進(jìn)行電化學(xué)氧化，所述隔網(wǎng)用于分離顆粒活性炭和粉末活性炭。
[0014]所訴負(fù)載二氧化鈦的顆?；钚蕴渴峭ㄟ^溶膠-凝膠制備獲得，包括步驟:
[0015]制備A液:活性炭g:鈦酸丁酯ml:無水乙醇ml為8:10:30，按比例取鈦酸丁酯緩緩加入到無水乙醇中，邊加邊攪拌，制得A液；
[0016]制備B液:活性炭g:濃鹽酸ml:冰乙酸ml:無水乙醇ml:離子水ml為8:1:1:10:1，按比例取濃鹽酸、冰乙酸、無水乙醇和去離子水，混合并攪拌，制得B液；
[0017]按上述比例稱取預(yù)處理過的活性炭，加入到A液中，攪拌均勻后，緩緩滴入B液，繼續(xù)攪拌約30min，制得溶膠，然后在室溫下形成凝膠，再將制備好的凝膠放入100°C的烘箱里干燥24h，最后在馬弗爐內(nèi)300°C空氣氛圍下加熱30min。
[0018]系統(tǒng)再生粉末活性炭用的電解質(zhì)為0.05mol/L硫酸鈉溶液，再生時間為45min，氣水比為2:1，粉末活性炭的濃度為0.75mg/L，負(fù)載二氧化鈦顆?；钚蕴康耐都恿繛?.03L/L。
[0019]沉淀池中的上清液回收用作調(diào)節(jié)池溶液。
[0020]所述顆?；钚蕴康念A(yù)處理方法為:經(jīng)過篩篩選的一定粒徑范圍的顆粒活性炭，在去離子水中反復(fù)清洗，濾去溶液以及上層的漂浮物。水洗后，把顆粒活性炭放入稀鹽酸中攪拌浸泡，靜置數(shù)小時后，濾去溶液以及上層的漂浮物，繼續(xù)用去離子水清洗，直到濾出液為中性。剩下的活性炭，在100°c的條件下干燥2h。
[0021 ]所述負(fù)載二氧化鈦的顆?；钚蕴恐苽浞椒ㄖ?，稀鹽酸的濃度為0.01mol/L。
[0022]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)具體操作方法為:將吸附飽和粉末活性炭與硫酸鈉溶液混合置于調(diào)節(jié)池中。在光電再生反應(yīng)器中提前放入一定濃度的負(fù)載二氧化鈦顆?；钚蕴?。調(diào)節(jié)池中的混合液經(jīng)過栗，進(jìn)入光電再生反應(yīng)器中。在紫外燈照射下，負(fù)載二氧化鈦的顆?；钚蕴堪l(fā)生光催化反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基與飽和粉末活性炭接觸可再生粉末活性炭；同時BDD電極與粉末活性炭同時構(gòu)成三維電極，發(fā)生電化學(xué)氧化作用，可進(jìn)一步再生粉末活性炭;曝氣的作用是進(jìn)行炭的混合攪拌;再生后的粉末活性炭經(jīng)一定孔徑的隔網(wǎng)排入沉淀池，顆?；钚蕴拷亓粼诜磻?yīng)器內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行光催化反應(yīng)。粉末活性炭經(jīng)沉淀分離后，繼續(xù)下一個周期的吸附。
[0023]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)中，再生活性炭的硫酸鈉電解質(zhì)濃度為
0.05mol/Lo
[0024]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)中，粉末活性炭再生時間為45min。
[0025]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)池中飽和粉末活性炭的濃度為0.75g/L0
[0026]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)中，反應(yīng)器中顆粒活性炭的投加量為0.03L/L。
[0027]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)中，曝氣量為氣水比2:1。
[0028]所述光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)中，所采用的紫外燈的功率為20w。
[0029]本發(fā)明的光電協(xié)同再生粉末活性炭系統(tǒng)，能高效的對飽和粉末活性炭進(jìn)行再生，尤其適用于環(huán)保