[發(fā)明專利]一種基于真空紫外線/氯/超聲波耦合作用的粉末活性炭液態(tài)原位再生方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110951934.3
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN113680339A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊艷玲;于瑞;李星;周志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/34
• 分類號(hào): B01J20/34;C02F1/28
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種基于真空紫外線/氯/超聲波耦合作用的粉末活性炭液態(tài)原位再生方法，屬水處理除污染技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將真空紫外線、氯、超聲波進(jìn)行協(xié)同作用，構(gòu)建出基于真空紫外線/氯/超聲波耦合作用的粉末活性炭液態(tài)原位再生方法。在飽和粉末活性炭濃縮液中投加再生液形成粉末活性炭混合液，再投加氯溶液后進(jìn)行真空紫外線照射，以一定功率和頻率的超聲波作用，分別先后作用或者同時(shí)作用一定時(shí)間后，分離和清洗后的濕式再生粉末活性炭可直接回用。真空紫外線/氯/超聲波耦合可形成多重協(xié)同作用，加強(qiáng)了粉末活性炭中污染物的解吸、遷移、降解效能。粉末活性炭在液相中可直接再生與回用，再生效果得到明顯改善，增加的再生設(shè)施少、可實(shí)施性強(qiáng)、應(yīng)用潛力大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬水處理除污染技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種飽和粉末活性炭再生方法

背景技術(shù)

粉末活性炭具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大的特點(diǎn)，能有效吸附水中多種污染物，已廣泛應(yīng)用于水處理除污染領(lǐng)域。由于粉末活性炭的用量大、使用成本高，粉末活性炭進(jìn)行再生與回用具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。熱再生法是目前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛、最成熟的活性炭再生方法，但需專業(yè)的再生廠家與再生設(shè)備，存在能耗高、炭損耗大、尾氣二次污染等問題，亟需研發(fā)新型的粉末活性炭再生技術(shù)。

在現(xiàn)有活性炭再生方法中，紫外線再生、氧化再生、臭氧再生、超聲波再生均是有效的再生方法，不需要專業(yè)再生設(shè)備及再生廠家。紫外線再生不需外加藥劑，但不能有效再生粉末活性炭；氧化再生法常與催化劑協(xié)同使用，催化劑重復(fù)利用性較差，影響活性炭吸附能力；臭氧氧化效率高，但運(yùn)行成本和維護(hù)較為昂貴；超聲波再生法可較有效地再生活性炭，但污染物降解程度有限，再生液易造成二次污染。因此，研發(fā)粉末活性炭性質(zhì)合適的再生方式，解決粉末活性炭再生過程能耗高、炭質(zhì)量損失大、二次污染等問題，有利于降低水處理成本，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)保意義。

本發(fā)明將真空紫外線、氯、超聲波相結(jié)合，構(gòu)建基于真空紫外線/氯/超聲波耦合的粉末活性炭液態(tài)原位再生方法。飽和粉末活性炭在再生液中經(jīng)真空紫外線/氯/超聲波協(xié)同作用后，粉末活性炭中吸附的污染物被再生液原位解吸，水中的氯在真空紫外線照射下發(fā)生光解反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基和氯自由基等強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)，能引發(fā)自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)有效降解污染物，氯/真空紫外線協(xié)同作用可使紫外光量子的利用率更高、氧化能力更高。超聲波空化泡潰滅形成的微射流及沖擊波可促進(jìn)活性炭孔隙內(nèi)污染物解吸，增加自由基與污染物反應(yīng)速率，提高氯氧化劑利用率、增強(qiáng)氧化降解效能，使得真空紫外線、氯、超聲波之間形成耦合協(xié)同作用，顯著提高粉末活性炭的污染物遷移、解吸、降解效能，使得粉末活性炭的再生效率得到明顯改善和優(yōu)化，也克服了傳統(tǒng)熱再生法過程中存在的諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于真空紫外線/氯/超聲波耦合作用的粉末活性炭液態(tài)原位再生方法，構(gòu)建了基于真空紫外線/氯/超聲波耦合作用的粉末活性炭液態(tài)原位再生方法，以解決飽和粉末活性炭常規(guī)熱再生過程需專業(yè)再生廠家、需脫水干燥、能耗高、炭損耗大、二次污染等問題，顯著改善單獨(dú)采用真空紫外線、氯、超聲波再生的效能。

發(fā)明所采用的方案如下：

將再生液投加到飽和粉末活性炭濃縮液中，并以100-160rpm持續(xù)攪拌，形成粉末活性炭混合液；在粉末活性炭混合液中投加一定濃度的氯溶液，采用一定功率的真空紫外線照射粉末活性炭混合液，以一定功率和頻率的超聲波作用于粉末活性炭混合液，真空紫外線、氯、超聲波分別以任何先后作用于粉末活性炭混合液或者同時(shí)作用于粉末活性炭混合液進(jìn)行處理；將再生的粉末活性炭分離和清洗后，即得到可直接回用的濕式再生粉末活性炭。

所述的飽和粉末活性炭濃縮液中的活性炭濃度為2000-6000mg/L。再生液為酸液、堿液、復(fù)合酸液、復(fù)合堿液等，在混合液中的濃度為0.01-0.5mM。氯溶液為次氯酸、次氯酸鹽等，與粉末活性炭濃縮液混合后的氯濃度為0.01-0.5mM。真空紫外線波長為185nm、功率為10-200W/L，超聲波的功率為40-180W/L、頻率為20-100kHz。上述處理的總時(shí)間為30-120min。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：