[发明专利]超声波脱附活化活性炭再生技术

说明书

技术领域

本发明属于节能环保领域，具体地说是利用超声波技术，对采用过虑方法处理含有机物、重金属离子等污水的活性炭吸附，在活性炭吸附饱和后进行脱附、活化的再生技术。

技术背景

活性炭作为优良的吸附剂在防治污染环境，工业制程，民生用途等方面已被广泛的使用，且都有相当的成效，然而活性炭在吸附饱和后，一般业者都将其抛弃、掩埋或焚化处理掉，这些使用后吸附有大量有机物质、有害物质的废弃活性炭，若因处理、处置不当，易造成“二次污染”！废弃活性炭在处置上必须慎重。活性炭脱附、活化再生，是指利用超声波装置在不破坏活性炭的前提下，产生一系列物理和化学变化，将吸附于活性炭微孔的吸附质子、有机物进行剥离，同时打开活性炭微晶、晶隙、碳孔，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的，因此，使用科学易行的方法，让其再生回复性能并多次重复使用，就工业减废、防治污染、资源回收而言，不仅可获得较大的经济效益，而且同时获得良好的社会获益。

目前，公知的活性炭脱附、活化较成熟的技术主要有：用药剂洗脱的化学法，生物再生法，湿式氧化法，高温加热再生法和强制放电再生法等，经常期的应用，这些再生方法均存在一些弊端，具体情况如下：

1、药剂洗脱的化学法

此法活性炭损耗较小，但再生不太彻底，微孔易堵塞，影响吸附性能的恢复率，且多次再生后吸附性能明显降低，化学药剂费用高，二次污染大。

2、生物再生法

仅适用于易被微生物分解的有机物的‘饱和碳’，且分解反应的周期较长，又必须定期更换活性炭，成本较高。

3、湿式氧化法

再生系统附属设施多，需在高温高压下进行，能耗高，操作麻烦。

4、高温加热再生法

对再生设备要求高，需在高温下进行，能耗大，可造成碳粒相互粘连，操作较麻烦，塔外再生，需要大量人力。

5、强制放电再生法

对放电频率要求高，再生温度高，对再生设备要求高，不可以原塔内再生，操作劳动强度大。

发明内容

本发明是利用超声波技术，对采用过虑方法处理含有机物、重金属离子等污水的活性炭吸附塔，在活性炭吸附饱和后进行脱附、活化的再生技术。

本发明基本原理是：由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频声波在介质中传播产生剧烈机械振荡，超声波在清洗介质中，疏密相间的向前辐射，形成直射流，使液体湍动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下强烈振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使迫使它们脱离碳孔游离分散于洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在炭孔表面时，油被乳化，固体粒子即被脱离，从而达到清洗活性炭表面净化的目的。在脱附、活化的同时加入氧化剂等表面活化溶剂。超声波发生器，由并接的多个超声波发射头组成，在炭塔内构成立体的空间网状结构，层间间隔小于30cm，每组对应间距600cm以上。

本发明的目的是这样实现的：它包括大功率工业超声波发生器，扫频主振电路，功率放大驱动电路，匹配电感器件、换能器和反馈电路组成，其特征是：将超声波发射头设置在活性炭吸附塔内或吸附塔外，在常温常压下，超声波发生器产生0.6W/cm2以上的声波密度，在脱附、活化饱和的活性炭时在同一装置内进行动态脱附、活化再生，利用水力的冲洗强化动态脱附、活化效果。

本发明还包括处理不同的水质时，在脱附、活化的同时加入氧化剂等表面活化溶剂，促进有机物分子剥离、分解，提高脱附、活化的效果。超声波发生器并接了多个超声波换能发射头，设置在活性炭吸附塔内部或外部，构成立体的空间网状结构，层间间隔小于30cm，每组对应间距600cm以上。

本发明还包括在于：超声波发射头外壳材料为钢制或不锈钢板材制作，并密封处理。

本发明还包括在于超声波发射方式采用多频方式、扫频方式或它激方式。其优点在于：

1.本项技术实现低能耗原位再生，不需要倒槽脱附活化，无污染，人工少。

2.经活化再生后的活性炭吸附效率优新碳，是新碳的95-130％；活性炭损耗率小于0.3％/次，再生成本低。

3.活性炭使用寿命长，可以循环利用，应用本技术处理有机废水的成本低廉。

4吸附塔内活性炭在水动力作用下，产生漂浮、悬流、湍流，实现活性炭颗粒动态脱附活化，避免超声波辐射的盲区，提高活化再生的均衡性。