光催化耦合三维电化学反应器再生活性炭
2022-07-21王艳艳李金成越楚遥石志慧赵宝秀
化工环保 2022年3期
王艳艳,李金成,宋 双,越楚遥,石志慧,赵宝秀
(青岛理工大学 环境与市政工程学院,山东 青岛 266033)
活性炭因其比表面积大、吸附能力强、孔隙率高及表面活性位丰富等特点,在水处理中被广泛应用于除臭、脱色和去除难降解有机物等,是一种易于使用的广谱型吸附材料。但活性炭的再生目前仍存在着能耗高、操作复杂、需要异地输送等问题,导致再生成本较高。此外,未经再生的饱和活性炭常会产生二次污染。
饱和活性炭常用的再生方法主要有热再生、生物再生、微波再生、电化学再生和光催化再生等。再生时一般伴随着污染物的脱附和分解过程,其中热再生虽然再生率高,但会有15%左右的炭损耗,并且能耗高。生物再生的效果通常取决于吸附污染物类型,使用范围有限。近年来,电化学再生和光催化再生技术日益引起人们的关注,ACUÑA-BEDOYA等采用掺硼金刚石(BDD)阳极电化学再生饱和活性炭,24 h时的再生率达到76%左右。一般单一的电催化再生需要使用价格昂贵的高氧吸电位阳极,导致处理费用过高。而单一的光催化再生技术则存在着光生空穴-电子对的复合率高、无法直接作用于孔隙内部的问题,故催化效率低、再生时间长。
三维电化学反应器常将活性炭作为颗粒电极使用。研究发现,电场的极化作用能够促进活性炭的吸附与再生。庄毅璇等的研究也验证了这个结论。但在三维电化学反应器中,活性炭表面吸附的有机物被有效去除后,使得活性炭表面与其内部的有机物产生浓度差,基于吸附平衡原理,活性炭内部的有机物转移至其表面,最终实现活性炭再生。……
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