MACT處理工藝
▆ MACT處理工藝簡介
改性活性炭吸附-高效再生技術(MACT)為公司專利產品,是我公司對傳統活性炭吸附技術和再生技術的升級工藝,通過對傳統活性炭的改性處理,改變活性炭的表面理化性質,能有針對性的提高對PFCS污染物的吸附效果,大大提高了吸附效率和吸附速率,實現對PFCS類污染物的高效、快速去除,再結合公司專利活性炭微波高效再生技術,做到改性活性炭的循環使用,大大降低運行成本。通過改變改性方式,該技術可以適用于各類污水深度處理。
▆ 活性炭改性
主要通過物理、化學處理,改變其孔隙結構,改變其表面酸堿性,或者在其表面引入或去除某些官能團使活性炭具有特殊的吸附性能和催化特性。此外,采用不同的活化方法或不同的活化劑也可以實現制備不同孔徑分布及不同表面化學特性的活性炭。
(1)表面物理性質的改性:活性炭表面結構的改性主要是通過物理或化學方法改變活性炭的比表面積和孔徑分布,擴大或縮小孔徑,達到改變活性炭表面結構的目的,從而提到活性炭的吸附能力。
(2)表面化學性質的改性:活性炭表面化學性質的改變主要是通過一定的方法改變活性炭表面的官能團以及表面負載的離子和化合物,從而改變其表面的化學性質達到活性炭的吸附能力的提高。以下為幾種表面化學性質的改性的方法:
①表面氧化改性:活性炭在適當條件下經過氧化劑對表面官能團進行氧化改性,提高含氧官能團的含量,增強對極性物質的吸附能力。氧化劑不同,改性后表面所含官能團的種類和數量也不同,一般氧化程度越高,含氧官能團越多。常用的氧化劑有:HNO3、HClO、H2SO4、Cl2、H2O2、(NH4)S2O8等。
②表面還原改性:活性炭表面在適當條件下經過還原劑對表面官能團進行還原改性,提高堿性基團的含量,增強表面的非極性,進而提高活性炭對非極性物質的吸附能力。常用的還原改性方法是通過H2和N2等惰性氣體對活性炭進行的高溫處理得到含量較多堿性基團和在氨水中的浸漬處理得到含量豐富的含氮官能團。
③負載原子改性:負載原子改性是根據活性炭的吸附性和還原性,把活性炭浸漬在一定的溶液中,通過液相沉積的方法在活性炭表面引入特定的原子和化合物,把金屬離子侵入到活性炭表面,主要是利用活性炭的還原性,將金屬離子還原成單質或低價態的離子。
④表面酸堿改性:酸堿改性法是利用酸、堿等物質處理活性炭,根據實際需要調整活性炭表面的官能團至所需要的數量。通常對活性炭進行酸堿改性是為了改善活性炭對金屬離子的吸附效果,常用的改性劑有HCl、NaOH、HNO3、HClO、H2SO4、H2O2、氨水、檸檬酸等。
▆ 活性炭微波高效再生技術
我公司所研發的生物炭微波高效再生技術是利用活性炭吸附的極性物質分子(如水分子、有機物等)在微波場中會受到誘導而產生偶極轉向極化,將微波能轉化為熱能,活性炭中的水分子以及其他有機物等迅速被加熱,一部分有機物受熱分解成CO2氣體和水蒸氣,產生的蒸汽氣壓從原料內部向外部爆炸般的壓出,在這種劇烈作用下,活性炭的大部分孔隙得到恢復,形成顯著的多孔結構,一部分有機物被碳化,并和原有的殘留炭,在高溫下發生水煤氣反應,進一步恢復了活性炭的孔隙。
微波再生是在熱再生基礎上發展而來,兩種活性炭的再生方法都是采用加熱來改變活性炭的吸附性能從而實現吸附質解吸和活性炭的活化,同時實現活性炭的再生。相比于熱再生,微波再生與之最大的區別在于微波與介電材料之間的升溫方式。微波對于材料的基本性質呈現為反射、穿透和吸收三個特性,據此可將材料分為導體、絕緣體和介電材料三類(見圖1)?;钚蕴考磳儆诮殡姴牧?。在微觀層面,微波的加熱效應由離子傳導和偶極子轉動產生。離子傳導指可解離的離子在電磁場中定向轉移產生電流,遇到介質阻擋產生熱效應。偶極子轉動指材料中帶正、負電荷的分子在電磁場的作用下重新排列產生熱量。由于活性炭是高介電損耗材料,微波加熱可使其快速升溫,幾分鐘即可達到上千攝氏度的高溫,從而實現活性炭的快速再生。