專利名稱：一種處理含酚廢水活性炭的再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機含酚廢水處理過程中活性炭的再生技術(shù)，特別涉及一種有機含酚廢水處理過程中活性炭的原位低溫氣相催化氧化再生方法。
背景技術(shù)：
酚類化合物存在于許多工業(yè)過程產(chǎn)生的廢水中，具有毒性大、生物難于降解的特性。目前，基于活性炭優(yōu)良吸附性能的吸附技術(shù)在有機廢水和廢氣處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如Environ.Sci.Technol.1994，281403和Chem.Eng.Progr.1993，8920報道的以活性炭為吸附劑有效地處理了廢氣中的揮發(fā)性有機污染物(VOCs)，Wat.Res.2003，372347-2356報道的利用活性炭吸附性能處理水中的酚類有機污染物是一種簡單經(jīng)濟的廢水處理過程。
活性炭的吸附容量一旦達到飽和之后，就需要對其進行處理以便加以再利用。Water Res.2001，352740-2748報道的再處理方法有填埋、焚燒和再生三種，其中再生處理方法經(jīng)濟有效同時對環(huán)境危害小，因而得到了廣泛的應(yīng)用。在眾多的活性炭再生方法中，熱再生法是一種應(yīng)用十分普遍的過程。熱再生過程中，吸附飽和后的活性炭要在800-850℃的高溫下處理，能耗大；同時，高溫操作使得活性炭的吸附容量損失率大，每再生一次活性炭吸附容量損失為5-15％。此外，高溫操作使得活性炭不能進行原位再生，需要特定的再生裝置，從而增加處理費用并在運輸過程中造成一定量的活性炭損失；最后，加熱過程中脫附的污染物還需要后處理，工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、再生后活性炭損失率低、在低溫下對含酚廢水處理的活性炭進行低溫氣相催化氧化再生的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的給吸附酚類有機污染物而飽和失效的金屬/活性炭催化吸附劑在常溫下干燥后，通入氧化性氣體，并在一定的氧化溫度下使吸附的酚類污染物在負載金屬催化劑的作用下氧化降解，而活性炭只被部分氧化，不被燒蝕，從而使活性炭恢復(fù)其吸附能力，得到再生。再生過程在低溫下進行，能夠?qū)崿F(xiàn)活性炭的原位再生。
本發(fā)明所采用的低溫氣相催化氧化活性炭再生方法，其特征在于按以下步驟進行(1)對酚類有機污染物吸附飽和后的金屬/活性炭催化吸附劑在常溫下干燥；(2)給干燥的金屬/活性炭催化吸附劑通入氧化性氣體，并將溫度加熱至200℃～350℃；恒溫氧化1-1.5小時，酚類污染物的降解為二氧化碳；(3)恒溫氧化結(jié)束后，為減少活性炭的氧化損失，在惰性氣氛保護下使金屬/活性炭催化吸附劑降至常溫，活性炭就得以再生。
如上所述的氧化性氣體為空氣、氧氣、臭氧、雙氧水等。
如上所述的活性炭上負載的金屬是銅、鉻等對酚類污染物具有催化氧化降解活性的單組分氧化物。
如上所述的活性炭為顆粒、粉末或纖維狀的活性炭。
本發(fā)明的特點是(1)在活性炭低溫氣相催化氧化過程中，由于催化劑的催化作用，再生過程可在200℃～350℃低溫下進行，降低了再生過程的能耗；(2)在活性炭低溫氣相催化氧化過程中，由于活性炭的吸附濃縮作用，加速了吸附的有機污染物的降解速率；(3)在活性炭低溫氣相催化氧化過程中，采用合適的氧化溫度和時間，能夠減少活性炭損失，增加活性炭的循環(huán)利用率；(4)在活性炭低溫氣相催化氧化過程中，采用合適的金屬催化劑，能夠使苯酚氧化降解主產(chǎn)物為二氧化碳，再生過程無需后處理，降低了過程投資，簡化了工藝流程；(5)活性炭低溫氣相催化氧化過程可以實現(xiàn)活性炭的低溫再生和小規(guī)模再生，增加了再生過程的經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
實施例1(1)將0.50g吸附苯酚溶液飽和后的Cu5/AC催化-吸附劑(Cu的擔(dān)載量為5wt％)在常溫下干燥；(2)將干燥后的Cu5/AC催化-吸附劑裝填于固定床反應(yīng)器中，通入氧化性氣體(5％O2)，并加熱固定床，使其溫度升至260℃；
(3)在260℃下恒溫氧化1hr，質(zhì)譜檢測苯酚氧化降解主產(chǎn)物為CO2；(4)恒溫氧化結(jié)束后，切斷氧化性氣體，并在惰性氣體(Ar)保護下將床層溫度降至常溫，活性炭得以再生；(5)重復(fù)(2)-(4)，Cu5/AC催化吸附劑在多次再生過程中，吸附容量損失率在1-10％之間，并且隨再生次數(shù)的增加吸附容量損失率趨于1％。
實施例2(1)將0.50g吸附苯酚溶液飽和后的Cr5/AC催化-吸附劑(Cr的擔(dān)載量為5wt％)在常溫下干燥；(2)將干燥后的Cr5/AC催化-吸附劑裝填于固定床反應(yīng)器中，通入氧化性氣體(5％O2)，并加熱固定床，使其溫度升至280℃；(3)在280℃下恒溫氧化1hr，質(zhì)譜檢測苯酚氧化降解主產(chǎn)物為CO2；(4)恒溫氧化結(jié)束后，切斷氧化性氣體，并在惰性氣體(Ar)保護下將床層溫度降至常溫，活性炭得以再生；(5)重復(fù)(2)-(4)，Cr5/AC催化吸附劑在多次再生過程中，吸附容量損失率在3-11％之間。
權(quán)利要求
1.一種處理含酚廢水活性炭的再生方法，其特征在于包括如下步驟(1)對酚類有機污染物吸附飽和后的金屬/活性炭催化吸附劑在常溫下干燥；(2)給干燥的金屬/活性炭催化吸附劑通入氧化性氣體，并將溫度加熱至200℃～350℃；恒溫氧化1-1.5小時，酚類污染物的降解為二氧化碳；(3)恒溫氧化結(jié)束后，為減少活性炭的氧化損失，在惰性氣氛保護下使金屬/活性炭催化吸附劑降至常溫，活性炭就得以再生。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理含酚廢水活性炭的再生方法，其特征在于所述的氧化性氣體為空氣、氧氣、臭氧或雙氧水。
3.如權(quán)利要求1所述的一種處理含酚廢水活性炭的再生方法，其特征在于所述的活性炭上負載的金屬是銅、鉻對酚類污染物具有催化氧化降解活性的單組分氧化物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種處理含酚廢水活性炭的再生方法，其特征在于所述的活性炭為顆粒、粉末或纖維狀的活性炭。
全文摘要
一種處理含酚廢水活性炭的再生方法采用擔(dān)載一定量催化活性組分的金屬/活性炭催化吸附劑，在其吸附飽和后，常溫干燥催化吸附劑體系，并于一定的溫度下氣相恒溫氧化一定時間，將吸附的有機污染物氧化降解，從而使活性炭再生，本發(fā)明的優(yōu)點是再生過程在低溫下進行，降低了再生過程的能耗；采用合適的氧化溫度和時間，能夠減少活性炭損失，增加活性炭的循環(huán)利用率。
文檔編號B01J20/20GK1546223SQ200310109698
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者劉振宇, 趙江紅 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所