改革開放以來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，對環(huán)境提出了越來越高的要求，廢水處理被廣泛的應(yīng)用到城市中。活性炭是廢水處理中常用的一種有效的吸附劑，其是一種具有特殊微晶結(jié)構(gòu)和巨大比表面積的無定形碳，活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。但是對于吸附飽和的活性炭來說，若直接進(jìn)行廢棄，不但造成了很大的浪費(fèi)，而且產(chǎn)生了二次污染，在這種情況下，活性炭的再生技術(shù)越來越受到工程界的重視。

        活性炭的應(yīng)用歷史

　　第一件大事是活性炭防毒面具，在20世紀(jì)20年代在第一次世界大戰(zhàn)中的應(yīng)用。可以以此作為劃分活性炭應(yīng)用歷史的第一階段和第二階段的界限。活性炭的應(yīng)用初期主要是在糖業(yè)生產(chǎn)中逐步用粉炭代替了原來應(yīng)用的骨炭，第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)活性炭顆粒大量被應(yīng)用于防毒面具，掀開了工業(yè)化學(xué)史上輝煌的一頁。當(dāng)時(shí)荷蘭的Norit和捷克斯洛伐克、瑞士等國的批發(fā)商和制造商曾成立一個(gè)聯(lián)合公司，說明在歐洲萌芽的活性炭也是被廣為看好的新興產(chǎn)業(yè)。第二件大事是活性炭具有除臭作用，數(shù)以百計(jì)的自來水廠在20世紀(jì)40年代采用了活性炭除臭。以此作為劃分活性炭應(yīng)用歷史的第二階段與第三階段的界限。此后，隨著環(huán)境保護(hù)日益受到重視，政府法令的日趨嚴(yán)格。活性炭不僅在凈水方面，而且在凈氣等方面的用量劇增，使得在20世紀(jì)的后半葉，環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為活性炭應(yīng)用的大戶，由此活性炭歷史進(jìn)入了第三階段，即發(fā)展階段。
                                                                                                            

      活性炭的再生技術(shù)

　　活性炭的再生技術(shù)有加熱再生法、化學(xué)再生法、生物再生法、電化學(xué)再生法、超聲波再生法和催化濕式氧化再生法幾種類型，下面將分別進(jìn)行簡要的介紹。

3.1、加熱再生法

　　加熱再生法是發(fā)展歷史最長、應(yīng)用最多的一種再生方法，其原理是根據(jù)有機(jī)物在加熱過程中分解脫附的溫度不同。加熱再生法可以分為低溫加熱再生和高溫加熱再生。

　3.1.1、低溫加熱再生法

　　低溫加熱再生法主要應(yīng)用于吸附簡單的低分子的炭氫化合物和芳香族有機(jī)物的活性炭的再生技術(shù)，由于這些 有機(jī)物的沸點(diǎn)較低，一般加熱到300度以下即可脫附，脫附后的有機(jī)物蒸汽經(jīng)過冷卻后可以回收利用。

　　3.1.2、高溫加熱再生法

　　用于水處理的飽和炭，要使牢固吸附在活性炭表面上的有機(jī)物脫附，恢復(fù)其活性，高溫加熱再生是最恰當(dāng)?shù)姆椒āＴ诟邷丶訜嵩偕^程中，吸附在活性炭上的有機(jī)物有所變化，根據(jù)加熱到不同溫度時(shí)的有機(jī)物的變化，一般可分為干燥、炭化及活化三個(gè)階段：第一，干燥階段，加熱溫度在100-130度，使含水達(dá)40-50%的飽和炭得到干燥。在這個(gè)階段所需熱量為再生過程總熱量的50%。第二，炭化階段，飽和炭加熱升溫，使有機(jī)物揮發(fā)分解、炭化。第三，活化階段，在這個(gè)階段，通入水蒸氣、CO2、O2等氧化性氣體作為活化氣體，使炭化階段殘留在活性炭微孔中的炭，在850度左右的溫度下分解成CO、CO2及H2等氣體，活性炭微孔得到清理，重新恢復(fù)吸附性能。

　　加熱再生過程中，除應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕驹偕鷹l件外，實(shí)際上還有以下及幾個(gè)問題應(yīng)注意：第一，由于反復(fù)再生，活性炭的性能隨再生次數(shù)下降。第二，由于吸附-再生操作的反復(fù)進(jìn)行，在再生炭中逐漸積累了堿性金屬氧化物和鐵等灰分，由于這些物質(zhì)的觸媒作用，助長了活性炭基質(zhì)的燃燒，隨著強(qiáng)度減小，細(xì)孔分布向大的方面偏移。第三，灰分的增加及吸附性能的下降有相關(guān)關(guān)系，如將飽和炭先用鹽酸處理，再生炭的性能可得到改善。

　　3.2、化學(xué)再生法

　　化學(xué)再生法主要適用于高濃度、低沸點(diǎn)的有機(jī)物吸附質(zhì)，其主要包括無機(jī)藥劑再生和有機(jī)藥劑再生技術(shù)。前者是指用無機(jī)酸或堿等藥劑使吸附質(zhì)脫除，后者主要是指用笨、丙酮及甲醇等有機(jī)溶劑萃取吸附在活性炭省的吸附質(zhì)，例如吸附高濃度酚的炭就可以用有機(jī)溶劑再生。

　　采用化學(xué)再生法，可以從再生液中回收有用的物質(zhì)，再生操作可在吸附塔內(nèi)進(jìn)行，這種情況下，活性炭的損耗比較少，但再生的不是很徹底，活性炭的微孔容易被堵塞，影響了活性炭的吸附性能，若利用此方法多次再生后，其吸附能力將明顯降低。

　　3.3、生物再生法

　　生物再生法是利用菌種處理吸附飽和的活性炭，使吸附在活性炭上的有機(jī)物降解并氧化分解成二氧化碳和水，達(dá)到恢復(fù)活性炭吸附能力的目的，但是這種方法僅僅適用于吸附易被微生物分解的有機(jī)物的飽和碳，而且分解反應(yīng)發(fā)生的不是很徹底。

　　隨著科技的不斷發(fā)展，目前在市場出現(xiàn)了一種生物活性碳，其實(shí)利用活性炭對水中有機(jī)物及央企的吸附性能，以及活性炭表面的多孔性可以作為微生物聚集繁殖聲場的良好載體，在適宜的條件下，可以同時(shí)發(fā)揮活性的吸附作用和微生物的生物降解作用，以起到協(xié)同作用的水處理技術(shù)。

　　3.4、電化學(xué)再生法

　　電化學(xué)再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術(shù)，該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之間,在電解液中,加以直流電場,活性炭在電場作用下極化,一端成陽極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭的陰極部位和陽極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng),吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低,其處理對象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。

　　3.5、超聲波再生法

　　由于活性炭熱再生需要將全部活性炭、被吸附物質(zhì)及大量的水份都加熱到較高的溫度,有時(shí)甚至達(dá)到汽化溫度,因此能量消耗很大,且工藝設(shè)備復(fù)雜。其實(shí),如在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物質(zhì)得到足以脫離吸附表面,重新回到溶液中去的能量,就可以達(dá)到再生活性炭的目的。超聲波再生就是針對這一點(diǎn)而提出的。超聲再生的最大特點(diǎn)是只在局部施加能量,而不需將大量的水溶液和活性炭加熱,因而施加的能量很小。

　　研究表明經(jīng)超聲波再生后,再生排出液的溫度僅增加2～3℃。每處理一立方米活性炭采用功率為50W的超聲發(fā)生器120min,相當(dāng)于每立方米活性炭再生時(shí)耗電100kWh,每再生一次的活性炭損耗僅為干燥質(zhì)量的0.6%～0.8%,耗水為活性炭體積的10倍。但其只對物理吸附有效,目前再生效率僅為45%左右,且活性炭孔徑大小對再生效率有很大影響。

　　3.6、催化濕式氧化再生法

　　傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高,能耗較大。影響再生效率的主要原因是再生溫度,但提高再生溫度會增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。所以，人們開始考慮借助一種高效催化劑的化學(xué)物質(zhì),采用催化濕式氧化法再生活性炭。隨著可持續(xù)科學(xué)發(fā)展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術(shù)日益得到人們的重視，在近幾年一些傳統(tǒng)的活性炭再生技術(shù)與工藝有了新的改進(jìn)與突破的同時(shí)，新再生技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。

　

　　隨著人們對生活質(zhì)量和生活環(huán)境的要求不斷提高，活性炭的應(yīng)用空間將會是非常大。有效合理的利用活性炭可以為我們的生活生產(chǎn)創(chuàng)造更好的未來。