一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，属于废弃活性炭回收再利用领域，包括金属离子脱附、有机物的脱附和回收预产物活化等步骤。其中有机物的脱附过程中将三羟甲基氨基甲烷、磷酸氢二钠、氢氧化钠、碳酸乙烯酯和三乙醇胺配置成电解液，配合改性钛铜复合电阴板使用废弃活性炭再生效率可达93.4％，回收后的活性炭活性的吸附活性与购得的活性炭粉末相当。其中改性钛铜复合电阴板是通过碳酸乙烯酯和硬脂酸混合均匀后，在100

【技术实现步骤摘要】
一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法


[0001]本专利技术涉及活性炭再利用领域，尤其涉及一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法。

技术介绍

[0002]工业废水净化处理和二次利用成为很多企业和地方工业生产必须考虑的环节，如若不能无法正确、全面地进行废水净化，会导致废水中的有害物质对环境造成一定的污染。活性炭不仅具有良好的化学稳定性，方便再生，且有着丰富的孔隙结构及高比表面积，有强的吸附作用，因此活性炭可以作为高活性的吸附剂，不仅可用于机溶剂、脱除气体、排除毒物性、溶液脱色污水等工业生产领域，且在工业废水净化处理中也得到了广泛应用。但活性炭的使用寿命短且制作成本高，吸附性能存在一定限度吸附，且在饱和后，容易在高温环境下再释放形成二次污染，该性质限制了活性炭在各领域中的使用。
[0003]为了活性炭能够重新利用，以便节约资源，通常对活性炭进行回收利用，常见的回收方法有热再生法、溶液再生法、生物再生法以及电化学再生等。加热再生法作为最纯熟的方法，存在再生过程对炭损失较大，对设备要求严格，运营成本高的问题。溶液再生法则针对性强，不能处理成分复杂的工业废水。生物再生法需要专门培养微生物，且再生时间长。电化学再生法作为一种新的活性炭再生方法具有再生效率高，污染小，操作简便以及多次回收后活性炭吸附性降幅小等有优点。其原理是将废弃活性炭填充至两主极之间，在电解液内通入直流电场，在电场的作用，活性炭两端呈现出相反的极性，发生化学反应，活性炭表面吸附的污染物被分解后直接脱附。但因电解液导电性和废弃活性炭回收过程中电解液pH值变化使得再生效率下降，导致电化学再生法处理废弃活性炭无法实现规模化。因此急需一种通过控制电化学再生过程中电解液的电导性和pH来处理水净化处理后废弃活性炭的方法，以实现对废弃活性炭大规模回收再利用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，通过提高废弃活性炭回收过程中电解液导电性和控制电解液pH值变化来解决废弃活性炭回收过程中再生效率低的问题。
[0005]本专利技术通过提供一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法来解决上述技术问题，具体如下：
[0006]S1.金属离子脱附：将废弃活性炭倒入反应池中，加入酸洗溶液搅拌10
‑
15min，静置分层后去除上清液，再加入碱性洗液继续搅拌5
‑
10min，静置分层后去除上清液得到去金属离子活性炭；
[0007]S2.有机物脱附：将去金属离子活性炭加入电解池中，通入电解液，插入电极板通入0.8
‑
1.2A的直流电，通电20
‑
30min后，取出活性炭，干燥后得到回收预产物；
[0008]S3.回收预产物活化：回收预产物在氮气保护下于300
‑
400℃煅烧30
‑
40min，得到
回收后的活性炭。
[0009]进一步，所述步骤S1中废弃活性炭为工业染料废水处理过后产生的废弃活性炭。
[0010]进一步，所述步骤S1中酸性洗液为pH＝5
‑
6的稀盐酸，碱性洗液pH＝11
‑
12的氢氧化钠溶液。
[0011]进一步，所述步骤S2中电解液的制备原料包括：三羟甲基氨基甲烷、碳酸乙烯酯、三乙醇胺、磷酸氢二钠和氢氧化钠。
[0012]再进一步，所述电解液的制备方法如下：
[0013]将碳酸乙烯酯和三乙醇胺混合均匀，加热至60
‑
80℃搅拌10
‑
20min后，恒温，边搅拌边依次加入三羟甲基氨基甲烷、磷酸氢二钠和氢氧化钠充分溶解后冷却至室温得到电解液。
[0014]再进一步，所述三羟甲基氨基甲烷、磷酸氢二钠、氢氧化钠、碳酸乙烯酯、三乙醇胺的质量体积比为(1
‑
3)g：(2
‑
3)g：(1
‑
2)g：(10
‑
12)L：(0.8
‑
1.2)L。
[0015]进一步，所述步骤S2中电极板包括改性钛铜复合电阴板和石墨电阳板。
[0016]再进一步，所述改性钛铜复合电阴板的制备原料包括：钛铜复合电阴板、正硅酸乙酯、碳酸乙烯酯和硬脂酸。
[0017]再进一步，所述改性金属电阴板的制备方法如下：
[0018]碳酸乙烯酯和硬脂酸混合均匀，升温至100
‑
120℃后趁热加入正硅酸乙酯，搅拌混合均匀后，将钛铜复合电阴板浸入3
‑
5s后迅速取出，晾干后得到改性金属电阴板。
[0019]再进一步，所述正硅酸乙酯、碳酸乙烯酯和硬脂酸的体积比为(1
‑
2)L：(8
‑
12)L：(1
‑
2)L。
[0020]工业染料废水水净化处理后的废弃活性炭主要是因为吸附有大量的金属离子和有机物等物质，使其不再具备吸附性能因而被丢弃。本专利技术通过酸洗、碱洗的方法将金属离子从废弃活性炭中解析出来，防止后续脱附各类有机染料时金属离子对电极造成腐蚀，影响脱附效果。
[0021]将去金属离子活性炭置于电解池中，进行电解反应得到回收预产物。普通的无机电解液导电性良好，但是因电解过程中氢离子的产生速度是氢氧根离子的两倍，使得电解液pH值逐渐降低，电解脱附有机物的效率逐渐降低。常用的有机电解液又因导电性差且pH值呈中性，使得活性炭中有机物的脱附率低。因此，本专利技术以碳酸乙烯酯为电解液，通过加入三羟甲基氨基甲烷、磷酸氢二钠、氢氧化钠和三乙醇胺来提高电解液的pH值，提高电解液的导电性差，同时形成缓冲体系让电解过程一直处于碱性环境下，有效的减少了电解过程中的热解反应，提高活性炭的回收效率。
[0022]因本专利技术使用的电解液为特殊的有机无机混合碱液电解液容易造成电极提前老化，特别是金属电极，因此在使用前本专利技术将钛铜复合电阴板在高温条件下置于碳酸乙烯酯、硬脂酸和正硅酸乙酯的混合液中，冷却至室温后在钛铜复合电阴板表面形成耐碱薄膜，在膜间隙中形成多空的二氧化硅维持了钛铜复合电阴板的导电性。提高了钛铜复合电阴板的抗腐蚀性能的同时，减缓了阴极产生氢离子的速度，进一步减缓了电解液体系pH值得下降速度。制得改性金属电阴板与电解液配合使用，可以高效去除吸附在废弃活性炭中的有机物，降低活性炭的消耗率，提高废弃活性炭的利用率。将金属离子和有机物脱附后的活性炭在氮气保护下煅烧活化得到回收后的活性炭，过程中损耗率低再生效率高。
[0023]有益效果：
[0024]1、本专利技术将废弃活性炭经金属离子和金属离子脱附后，进行高温活化后回收利用，整个过程活性炭损耗率低再生效率高，回收后的活性炭活性高。
[0025]2、三羟甲基氨基甲烷、磷酸氢二钠、氢氧化钠和三乙醇胺在碳酸乙烯酯中形成缓冲体系，提高电解液电导性的同时，有效的将电解体系控制在碱性环境下，加快了有机物的脱附，提高了脱附效率大幅提高，进而提高活性炭的再生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，其特征在于，所述水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法具体如下：S1.金属离子脱附：将废弃活性炭倒入反应池中，加入酸洗溶液搅拌10
‑
15min，静置分层后去除上清液，再加入碱性洗液继续搅拌5
‑
10min，静置分层后去除上清液得到去金属离子活性炭；S2.有机物脱附：将去金属离子活性炭加入电解池中，通入电解液，插入电极板通入直流电持续20
‑
30min后，取出活性炭，干燥后得到回收预产物；S3.回收预产物活化：回收预产物在氮气保护下于300
‑
400℃煅烧30
‑
40min得到回收后的活性炭。2.根据权利要求1所述的一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤S1中废弃活性炭为工业染料废水处理过后产生的废弃活性炭。3.根据权利要求1所述的一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤S1中酸性洗液为pH＝5
‑
6的稀盐酸，碱性洗液pH＝11
‑
12的氢氧化钠溶液。4.根据权利要求1所述的一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，其特征在于，所述步骤S2中电解液的制备原料包括：三羟甲基氨基甲烷、碳酸乙烯酯、三乙醇胺、磷酸氢二钠和氢氧化钠。5.根据权利要求4所述的一种水净化处理后废弃活性炭回收再利用的方法，其特征在于，所述电解液的制备方法如下：将碳酸乙烯酯和三乙醇胺混合均匀，加热至60
‑
80℃搅拌1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东海，唐毅，桑柳波，张涵苡，周霖，
申请(专利权)人：中科检测技术服务重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：