一種凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法
【專利摘要】一種凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，本發(fā)明提供了一種活性炭纖維的再生方法，是針對處理凝結(jié)水中鐵的活性炭纖維的再生方法。該方法利用活性炭纖維的導電性質(zhì)，以活性炭纖維作為陽極，鈦網(wǎng)電極作為陰極，在外加電場的作用下，使吸附在活性炭纖維上的鐵通過擴散、電遷移、對流從活性炭纖維上去除，實現(xiàn)活性炭纖維的再生。再生過程中，同時加入輔助再生劑，使再生率得到進一步提高，其總體再生率在85%以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有再生率高、再生時炭纖維損失量低、能源消耗小、再生設(shè)備簡單等特點。因此，利用該方法對處理凝結(jié)水中鐵的活性炭纖維進行再生，有效降低了凝結(jié)水處理成本。
【專利說明】一種凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種活性炭纖維的再生方法，具體涉及一種處理凝結(jié)水中鐵的活性炭纖維的再生方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
蒸汽凝結(jié)水水質(zhì)接近除鹽水，且溫度較高(一般為90-100°C )，具有較大的利用價值。但在利用蒸汽加熱進行石油煉制過程中，由于蒸汽在系統(tǒng)管線、換熱器內(nèi)流動時與器壁接觸，器壁上的鐵銹等雜質(zhì)被帶進蒸汽凝結(jié)水，使凝結(jié)水中鐵含量超出除鹽水指標，出于節(jié)能降耗、降低成本的考慮，大部分化工企業(yè)都有將蒸汽凝結(jié)水回收利用的需求。
[0003]目前含鐵廢水的凈化處理工藝主要有以下幾種:氧化沉淀法、萃取法、生物法、離子交換法、吸附法等(唐受印，戴友之.廢水處理工程(第二版)[M].北京:化學工業(yè)出版社，2004，6 -8.)。由于吸附法操作簡單，而且不引入雜質(zhì)離子，設(shè)備費用小，不失為一種除鐵的好方法。炭質(zhì)材料是一種良好的吸附劑，能有效去除氣相與液相中的各種污染物。其中，應(yīng)用最多的是活性炭，但活性炭吸附會影響水的色度，且粉狀活性炭不易過濾，易造成二次污染?；钚蕴坷w維(ACF)是20世紀70年代開發(fā)出的新型高效吸附炭材料，具有比表面積大、微孔發(fā)達、孔徑分布窄、吸附速度快、吸附容量大等眾多優(yōu)點，已然成為最具使用前景的吸附材料(Brasquet, C.，Le Cloirec, P., Carbon , 1997,35:1307 -1313.)D
[0004]活性炭纖維具有非常好的吸附脫附性能，但因其價格昂貴，使得它在實際應(yīng)用中受到極大制約。ACF生產(chǎn)成本高是導致其價格高的主要原因，但通過改進生產(chǎn)工藝來降低成本似乎已近極限。因此，改進再生技術(shù)，延長使用壽命，彌補價格高的缺點，是行之有效的方法。(Subrenat , A., Le Cloirec, P., Environ.Eng., 2004, 130:249 -257)。但目前采用的一些再生技術(shù)，還存有很多不足之處:如CN102614855A公開了《一種活性炭再生方法及活性炭再生系統(tǒng)裝置》采用的是化學溶劑再生，再生費用大，再生后的化學溶劑處理起來又相當繁瑣。另外，熱再生法雖再生效率高、應(yīng)用范圍廣，但再生過程中須外加能源加熱，投資及運行費用較高，再生過程中炭損失往往較大；生物再生簡單易行，但存在再生時間過長，受水質(zhì)和溫度的影響很大；超聲波再生只對物理吸附有效，目前再生效率僅為45%左右，且再生效率受孔徑大小影響較大。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種再生率高、炭損失量低、能源消耗小、再生設(shè)備簡單的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
一種凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，按下述步驟進行:
I)將需再生的活性炭纖維作為陽極，鈦網(wǎng)電極作為陰極，將陰陽兩電極置于盛有導電介質(zhì)的再生容器中，加入輔助再生劑，用氨水進行PH調(diào)節(jié)。
[0007]2)接通陰極和陽極，設(shè)置再生電壓為0.5-10V，采用間歇式攪拌，于一定溫度下進行再生處理60min-150min。
[0008]3)用除鹽水對活性炭纖維進行后處理清洗，直至出水為中性，再生完成。[0009]上述方法步驟(I)中，活性炭纖維為粘膠基活性炭纖維氈，其比表面積為900-2000m2/g，孔容積為 0.5-1.5ml/g。
[0010]上述方法步驟(I)中，所用鈦網(wǎng)陰電極的鈦網(wǎng)特征為:板厚0.3mm至3mm，網(wǎng)孔直徑Imm至5mm，孔型為十字網(wǎng)孔、六角孔，菱形孔等。
[0011]上述方法步驟(I)中，導電介質(zhì)為硫酸鈉溶液,其濃度為0.lmmol/L -lmmol/L。
[0012]上述方法步驟(I)中，輔助再生劑為檸檬酸，其質(zhì)量分數(shù)為3%_8%。
[0013]上述方法步驟(I)中，氨水調(diào)節(jié)pH為3.5-4。
[0014]上述方法步驟(2)中，再生處理溫度為30_50°C。
[0015]本發(fā)明方法的特點:
I)本發(fā)明方法，利用活性炭纖維的導電性質(zhì)，直接以活性碳纖維為陽極，鈦網(wǎng)電極為陰極，利用外加電場的作用，使吸附在活性炭纖維上的鐵通過擴散、電遷移、對流從活性炭纖維上去除。
[0016]2)本發(fā)明方法以檸檬酸作為輔助再生劑進一步提高再生率，實現(xiàn)活性炭纖維的再生。檸檬酸對金屬離子具有較好的螯合能力，用氨水調(diào)節(jié)PH為3.5-4.0時，生成檸檬酸單氨，此時對鐵的螯合能力尤為突出，使得鐵從ACF表面脫附。實驗結(jié)果表明，以檸檬酸作為輔助再生劑，能獲得很好的再生效果。
[0017]3)本發(fā)明再生方法不需在高溫下進行，降低了再生過程的能耗，減少了活性炭纖維的損失，增加了活性炭纖維的循環(huán)利用率。因而本再生方法具有非常高的再生率，有效地減少了凝結(jié)水處理的成本。
[0018]再生率的計算:
式中:Q為ACF初次達到吸附飽和狀態(tài)時的吸附量(mg/g)
Q'為再生后ACF達到吸附飽和狀態(tài)時的吸附量(mg/g)
【具體實施方式】:
為了更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體的實例對本發(fā)明方法進行進一步描述，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施實例表示的范圍。
[0019]實施例1再生時間對再生效果的影響
稱取約0.3g的活性炭纖維(ACF為氈狀，其表面積為25mm*25mm)4份，放入Fe (III)離
子的溶液中，使其吸附飽和。將吸附飽和后的ACF作為陽極,鈦網(wǎng)電極(面積為25mm*25mm)
作為陰極，將陰陽兩極置于盛有硫酸鈉溶液(濃度為0.5mmol/L)的再生罐中，再加入5%檸
檬酸作為輔助再生劑，用氨水調(diào)節(jié)溶液PH為3.5-4.0。接通陰陽兩極，設(shè)置再生電壓為
1.0V，于30°C下采用間歇式攪拌再生60min、90min、120min、150min，其再生率如表I所示:
表I再生時間對再生，果的影，
【權(quán)利要求】
1.一種凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于: 用以再生的活性炭纖維作為陽極，鈦網(wǎng)電極作為陰極，將陰、陽電極置于盛有導電介質(zhì)的再生容器中，加入輔助再生劑，并添加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)PH值；設(shè)置再生電壓，采用間歇式攪拌，于一定溫度下進行再生處理，去除吸附在活性炭纖維上的鐵；最后用除鹽水對活性炭纖維進行后處理清洗，直到出水為中性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:所述的活性炭纖維為粘膠基活性炭纖維氈，其比表面積為900-2000m2/g，孔容積為0.5-1.5ml/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:所用的鈦網(wǎng)電極的極板厚0.3-3mm,網(wǎng)孔直徑孔型包括十字網(wǎng)孔、六角孔或菱形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:導電介質(zhì)為硫酸鈉溶液，其濃度為0.1-lmmol/Lo
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:輔助再生劑為檸檬酸，其質(zhì)量分數(shù)為3-8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:用以調(diào)節(jié)PH的堿性物質(zhì)為25-30%的氨水。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:設(shè)置再生電壓為0.5-10V 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:再生溫度為 30-50°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凝結(jié)水處理中活性炭纖維的再生方法，其特征在于:再生處理時間為60min_150min。
【文檔編號】B01J20/20GK103432995SQ201310411703
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】楊宇程, 郭建維, 傅寶林, 鐘選斌 申請人:北京中能環(huán)科技術(shù)發(fā)展有限公司