CN101844075A - 一种电化学活性碳再生装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学活性碳再生装置，其特征在于：反应器壳体内分为上、下层，上、下层之间设有滤水装置，上层设有电极组、反冲水出口和进水布水管，电极组与反应器壳体之间设有活性碳，下层设有反冲水进口和净水出口。使用时本发明使得污水得到活性碳吸附和电解法的双重处理，既被活性碳吸附，又在电解的作用下进一步得到降解；活性碳在吸附污染物的同时，在电解的状态下轮流经过氧化反应和还原反应，其吸附的污染物不断被分解、还原、脱附，可以始终保持高效的吸附能力，并大大延长了工作寿命。本发明与传统活性碳再生工艺相比，功耗低，投资少，活性碳再生损耗小，再生成本低。

Description

一种电化学活性碳再生装置及其使用方法

技术领域：

本发明涉及水处理的技术领域，具体地说是一种电化学活性碳再生装置及其使用方法。

背景技术：

粒状活性炭作为一种无毒无味，内部细孔结构发达、比表面积巨大的优良吸附剂，广泛应用在城市给水、城市生活污水、工业污水的深度处理及污染水源净化等各类工程。并取得满意的效果。

但是使用一段时间后，活性炭的吸附能力下降以致完全丧失，这时的活性炭称为“饱和炭”。如将饱和炭不经处理直接废弃，不但造成经济损失，还形成二次污染。因此寻求有效的再生方法，来延长活性碳的吸附周期，对降低水处理成本及减少对环境的污染，都有十分重要的意义。

活性炭的再生方法是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，将吸附在活性炭上的各种污染物从微孔中去除，使活性炭恢复绝大部分的吸附能力，达到重复使用的目的。

传统的活性碳再生技术有：加热再生法、化学药品再生法、生物再生法、微波辐射再生法等。这些传统的方法，除了各有自身的局限之外，还有一些共同的缺陷：(1)再生过程中活性碳的体量损耗很大；(2)再生后活性碳吸附能力会有明显下降；(3)再生时产生的废气会对空气造成二次污染。

发明内容：

本发明的目的是提供一种电化学活性碳再生装置及其使用方法，它可克服现有技术中再生过程中活性碳的体量损耗很大、再生后活性碳吸附能力会有明显下降，以及再生时产生的废气会对空气造成二次污染的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电化学活性碳再生装置，它主要包括反应器壳体、与反应器壳体相连的净水出口、反冲水进口和反冲水出口，其特征在于：反应器壳体内分为上、下层，上、下层之间设有滤水装置，上层设有电极组、反冲水出口和进水布水管，电极组与反应器壳体之间设有活性碳，下层设有反冲水进口和净水出口。

一种电化学活性碳再生装置的使用方法，其特征在于：所述的使用方法包括如下步骤：a、将含有盐类的污水经反应器壳体上层的进水布水管淋入反应器壳体内，直至浸没电极组，使含有盐类的污水成为电解液；b、电极组与直流电源接通，使得电极组的阳极与电解液在界面处发生氧化反应，将电解液中的金属溶解，电极组的阴极与电解液在界面处发生还原反应，将电解液中的金属析出，在这个过程中，含盐的污水得到了电解处理，使污水中含有的污染物得到降解；c、污水在向下流动的过程中被设在电极组的各个电极之间的活性碳吸附了污水中的污染物，最后经出水滤头过滤，进入反应器壳体下层的净水出口后排出；d、工作一段时间后，关闭进水布水管，停止含盐的污水的淋入，取净水从反冲水进口进入，搅动活性碳翻腾，反冲在30-200秒后停止，反冲后的净水从反冲水出口排出，当活性碳重新下沉后，再次开启进水布水管，使含盐的污水不断喷淋而入，净水不断从净水出口排出。

使用时本发明使得污水得到活性碳吸附和电解法的双重处理，既被活性碳吸附，又在电解的作用下进一步得到降解；活性碳在吸附污染物的同时，在电解的状态下轮流经过氧化反应和还原反应，其吸附的污染物不断被分解、还原、脱附，可以始终保持高效的吸附能力，并大大延长了工作寿命。本发明与传统活性碳再生工艺相比，功耗低，投资少，活性碳再生损耗小，再生成本低。

附图说明：

图1为本发明一实施例的结构示意图

图2为本发明又一实施例的结构示意图

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

电化学再生法的基本原理是：一个反应器，反应器内充有电解液(待处理液)，电解液中设一组电极，电极之间放置已丧失吸附功能的活性碳。然后在电极二端加直流电，接+极的为阳极，接-极的为阴极，通电后，在阳极处发生氧化反应，在阴极处发生还原发应，吸附在活性碳上的污染物大部分因此而分解，小部分因电泳力作用而脱附。从而使活性碳恢复吸附能力。

本发明主要包括反应器壳体3、与反应器壳体相连的净水出口12、反冲水进口1和反冲水出口2，其与现有技术的区别在于：反应器壳体内分为上、下层，上、下层之间设有滤水装置，上层设有电极组8、反冲水出口和进水布水管5，电极组与反应器壳体之间设有活性碳11，下层设有反冲水进口和净水出口。反应器壳体通过上下层隔板7分为上、下层，上下层隔板上设有4-30个滤水装置6，滤水装置采用出水滤头。电极组由横向排列的3-12根电极组成，整个电极组呈栅栏状，电极组的各个电极之间设有粒状的活性碳，电极组的顶端设有电极引出端9。反应器壳体顶部设有反应器盖4。

一种电化学活性碳再生装置的使用方法，其与现有技术的区别在于：所述的使用方法包括如下步骤：a、将含有盐类的污水经反应器壳体上层的进水布水管淋入反应器壳体内，直至浸没电极组，使含有盐类的污水成为电解液10；b、电极组与直流电源接通，使得电极组的阳极与电解液在界面处发生氧化反应，将电解液中的金属溶解，电极组的阴极与电解液在界面处发生还原反应，将电解液中的金属析出，在这个过程中，含盐的污水得到了电解处理，使污水中含有的污染物得到降解；c、污水在向下流动的过程中被设在电极组的各个电极之间的活性碳吸附了污水中的污染物，最后经出水滤头过滤，进入反应器壳体下层的净水出口后排出；d、工作一段时间后，关闭进水布水管，停止含盐的污水的淋入，取净水从反冲水进口进入，搅动活性碳翻腾，反冲时间为2-5分钟，反冲后的净水从反冲水出口排出，当活性碳重新下沉后，再次开启进水布水管，使含盐的污水不断喷淋而入，净水不断从净水出口排出。步骤b中，当电极组与直流电源接通后，活性碳也参与了氧化反应和还原反应，其吸附的污泥也得到分解、析出和脱附，整个氧化反应和还原反应是在污水向下流动的过程中进行的，污水在反应槽的停留时间是根据进出水量来计算的，以1立方容积的反应器壳体为例，当出水量为500kg/h时，则污水在在反应槽的停留时间为2-2.5小时。步骤d中，这里所述的工作一段时间是指6小时-12小时。

实施例1

含有盐类的污水经上层进水布水管5均匀淋入反应器壳体内3，直至浸没电极组8，污水向下流动的过程中由活性碳11吸附污水中污染物，经出水滤头6过滤，进入下层净水出水口12排出，其中污水的含盐总量一般小于等于1％。

由于栅栏状电极组的每根电极都被活性碳包围，而活性碳具有良好的导电性能，当栅栏状的电极组8通电后，其周围的活性碳11因此而得到极化，靠近阳极的活性碳呈+极，靠近阴极呈-极。栅形电极和活性碳的接触面积较单块平板形大，活性碳的极化面积也大。

含有盐类的污水有较大的电导率，进入反应器壳体3并浸没电极组8后，成为电解液10。当电极组8加上15V直流电源后，阳极与电解液10的界面处发生氧化反应，阴极与电解液10的界面处发生还原反应。氧化反应可将电解液10中的金属溶解，还原反应可将电解液10中的金属析出。在这个过程中，不但污水得到了电解处理，使污水中含有的污染物得到降解，同时被极化的活性碳11也参与了氧化反应和还原反应，其吸附的污泥也得到分解、析出和脱附。

工作了8小时后，取自净水池的反冲水从反冲水进口1进入，并使其有较大的冲力，搅动活性碳11翻腾。2分钟后反冲停止，活性碳重新沉下后，原先在阳极附近的可能落在阴极附近，原先在阴极附近的可能落在阳极附近。这样的结果，使得活性碳轮流经过氧化反应和还原反应，其吸附的污泥轮流得到分解、析出、脱附，从而获得较好的再生效果；工作——反冲——工作，如此重复循环，活性碳11不断经受氧化反应和还原反应，也不断被分解、还原、脱附。同时，污水不断喷淋而入，净水不断排出。

Claims (7)

1.一种电化学活性碳再生装置，它主要包括反应器壳体、与反应器壳体相连的净水出口、反冲水进口和反冲水出口，其特征在于：反应器壳体内分为上、下层，上、下层之间设有滤水装置，上层设有电极组、反冲水出口和进水布水管，电极组与反应器壳体之间设有活性碳，下层设有反冲水进口和净水出口。

2.如权利要求1所述的一种电化学活性碳再生装置，其特征在于：反应器壳体通过上下层隔板分为上、下层，上下层隔板上设有4-30个滤水装置，滤水装置采用出水滤头。

3.如权利要求1所述的一种电化学活性碳再生装置，其特征在于：电极组由横向排列的3-12根电极组成，整个电极组呈栅栏状，电极组的各个电极之间设有粒状的活性碳，电极组的顶端设有电极引出端。

4.如权利要求1所述的一种电化学活性碳再生装置，其特征在于：反应器壳体顶部设有反应器盖。

5.一种电化学活性碳再生装置的使用方法，其特征在于：所述的使用方法包括如下步骤：a、将含有盐类的污水经反应器壳体上层的进水布水管淋入反应器壳体内，直至浸没电极组，使含有盐类的污水成为电解液；b、电极组与直流电源接通，使得电极组的阳极与电解液在界面处发生氧化反应，将电解液中的金属溶解，电极组的阴极与电解液在界面处发生还原反应，将电解液中的金属析出，在这个过程中，含盐的污水得到了电解处理，使污水中含有的污染物得到降解；c、污水在向下流动的过程中被设在电极组的各个电极之间的活性碳吸附了污水中的污染物，最后经出水滤头过滤，进入反应器壳体下层的净水出口后排出；d、工作一段时间后，关闭进水布水管，停止含盐的污水的淋入，取净水从反冲水进口进入，搅动活性碳翻腾，反冲时间为2-5分钟，反冲后的净水从反冲水出口排出，当活性碳重新沉后，再次开启进水布水管，使含盐的污水不断喷淋而入，净水不断从净水出口排出。

6.如权利要求5所述的一种电化学活性碳再生装置的使用方法，其特征在于：步骤b中，当电极组与10V-50V的直流电源接通后，活性碳也参与了氧化反应和还原反应，其吸附的污泥也得到分解、析出和脱附。

7.如权利要求5所述的一种电化学活性碳再生装置的使用方法，其特征在于：步骤d中，这里所述的工作一段时间是指6小时-12小时。

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