CN1287893C - 一种处理含酚废水活性炭的再生方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理含酚废水活性炭的再生方法采用担载一定量催化活性组分的金属/活性炭催化吸附剂，在其吸附饱和后，常温干燥催化吸附剂体系，并于一定的温度下气相恒温氧化一定时间，将吸附的有机污染物氧化降解，从而使活性炭再生，本发明的优点是再生过程在低温下进行，降低了再生过程的能耗；采用合适的氧化温度和时间，能够减少活性炭损失，增加活性炭的循环利用率。

Description

一种处理含酚废水活性炭的再生方法
技术领域
本发明属于有机含酚废水处理过程中活性炭的再生技术，特别涉及一种有机含酚废水处理过程中活性炭的原位低温气相催化氧化再生方法。
背景技术
酚类化合物存在于许多工业过程产生的废水中，具有毒性大、生物难于降解的特性。目前，基于活性炭优良吸附性能的吸附技术在有机废水和废气处理领域有着广泛的应用，如Environ.Sci.Technol.1994，28：1403和Chem.Eng.Progr.1993，89：20报道的以活性炭为吸附剂有效地处理了废气中的挥发性有机污染物(VOCs)，Wat.Res.2003，37：2347-2356报道的利用活性炭吸附性能处理水中的酚类有机污染物是一种简单经济的废水处理过程。
活性炭的吸附容量一旦达到饱和之后，就需要对其进行处理以便加以再利用。Water Res.2001，35：2740-2748报道的再处理方法有填埋、焚烧和再生三种，其中再生处理方法经济有效同时对环境危害小，因而得到了广泛的应用。在众多的活性炭再生方法中，热再生法是一种应用十分普遍的过程。热再生过程中，吸附饱和后的活性炭要在800-850℃的高温下处理，能耗大；同时，高温操作使得活性炭的吸附容量损失率大，每再生一次活性炭吸附容量损失为5-15％。此外，高温操作使得活性炭不能进行原位再生，需要特定的再生装置，从而增加处理费用并在运输过程中造成一定量的活性炭损失；最后，加热过程中脱附的污染物还需要后处理，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、再生后活性炭损失率低、在低温下对含酚废水处理的活性炭进行低温气相催化氧化再生的方法。
本发明是这样实现的：给吸附酚类有机污染物而饱和失效的金属/活性炭催化吸附剂在常温下干燥后，通入氧化性气体，并在一定的氧化温度下使吸附的酚类污染物在负载金属催化剂的作用下氧化降解，而活性炭只被部分氧化，不被烧蚀，从而使活性炭恢复其吸附能力，得到再生。再生过程在低温下进行，能够实现活性炭的原位再生。
本发明所采用的低温气相催化氧化活性炭再生方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)对酚类有机污染物吸附饱和后的金属/活性炭催化吸附剂在常温下干燥；
(2)给干燥的金属/活性炭催化吸附剂通入氧化性气体，并将温度加热至200℃～350℃；恒温氧化1-1.5小时，酚类污染物的降解为二氧化碳；
(3)恒温氧化结束后，为减少活性炭的氧化损失，在惰性气氛保护下使金属/活性炭催化吸附剂降至常温，活性炭就得以再生。
如上所述的氧化性气体为空气、氧气、臭氧、双氧水等。
如上所述的活性炭上负载的金属是铜、铬等对酚类污染物具有催化氧化降解活性的单组分氧化物。
如上所述的活性炭为颗粒、粉末或纤维状的活性炭。
本发明的特点是：
(1)在活性炭低温气相催化氧化过程中，由于催化剂的催化作用，再生过程可在200℃～350℃低温下进行，降低了再生过程的能耗；
(2)在活性炭低温气相催化氧化过程中，由于活性炭的吸附浓缩作用，加速了吸附的有机污染物的降解速率；
(3)在活性炭低温气相催化氧化过程中，采用合适的氧化温度和时间，能够减少活性炭损失，增加活性炭的循环利用率；
(4)在活性炭低温气相催化氧化过程中，采用合适的金属催化剂，能够使苯酚氧化降解主产物为二氧化碳，再生过程无需后处理，降低了过程投资，简化了工艺流程；
(5)活性炭低温气相催化氧化过程可以实现活性炭的低温再生和小规模再生，增加了再生过程的经济效益。
具体实施方式
实施例1
(1)将0.50g吸附苯酚溶液饱和后的Cu5/AC催化-吸附剂(Cu的担载量为5wt％)在常温下干燥；
(2)将干燥后的Cu5/AC催化-吸附剂装填于固定床反应器中，通入氧化性气体(5％O2)，并加热固定床，使其温度升至260℃；
(3)在260℃下恒温氧化1hr，质谱检测苯酚氧化降解主产物为CO2；
(4)恒温氧化结束后，切断氧化性气体，并在惰性气体(Ar)保护下将床层温度降至常温，活性炭得以再生；
(5)重复(2)-(4)，Cu5/AC催化吸附剂在多次再生过程中，吸附容量损失率在1-10％之间，并且随再生次数的增加吸附容量损失率趋于1％。
实施例2
(1)将0.50g吸附苯酚溶液饱和后的Cr5/AC催化-吸附剂(Cr的担载量为5wt％)在常温下干燥；
(2)将干燥后的Cr5/AC催化-吸附剂装填于固定床反应器中，通入氧化性气体(5％O2)，并加热固定床，使其温度升至280℃；
(3)在280℃下恒温氧化1hr，质谱检测苯酚氧化降解主产物为CO2；
(4)恒温氧化结束后，切断氧化性气体，并在惰性气体(Ar)保护下将床层温度降至常温，活性炭得以再生；
(5)重复(2)-(4)，Cr5/AC催化吸附剂在多次再生过程中，吸附容量损失率在3-11％之间。

Claims (4)

1、一种处理含酚废水活性炭的再生方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对酚类有机污染物吸附饱和后的金属/活性炭催化吸附剂在常温下干燥；
(2)给干燥的金属/活性炭催化吸附剂通入氧化性气体，并将温度加热至200℃～350℃；恒温氧化1-1.5小时，酚类污染物的降解物为二氧化碳；
(3)恒温氧化结束后，为减少活性炭的氧化损失，在惰性气氛保护下使金属/活性炭催化吸附剂降至常温，活性炭就得以再生。
2、如权利要求1所述的一种处理含酚废水活性炭的再生方法，其特征在于所述的氧化性气体为空气、氧气、臭氧或双氧水。
3、如权利要求1所述的一种处理含酚废水活性炭的再生方法，其特征在于所述的活性炭上负载的金属是铜、铬对酚类污染物具有催化氧化降解活性的单组分氧化物。
4、如权利要求1所述的一种处理含酚废水活性炭的再生方法，其特征在于所述的活性炭为颗粒、粉末或纤维状的活性炭。
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