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摘要：随着社会经济的不断发展，废活性炭在工业废水、生活污水等处理中大量产生，对环境产生较大的影响。论文综述了废活性炭的来源、废活性炭再生的方法和再生活性炭的利用现状，对传统热再生法、电化学再生法、生物再生法、微波再生法、超临界流体再生法、超声波再生法等技术进行了详细阐述，介绍了各种方法存在的优缺点，并对再生活性炭的应用前景进行了展望。
关键词：废活性炭；再生；技术现状
活性炭是一种内部孔隙结构发达、比表面积大、具有很强的吸附能力的黑色多孔固体碳素材料[1]。其主要以木炭和煤作为主要原料，通过物理、化学方法将原料进行粉碎、成型、催化剂活化、烘干、筛选等工序加工形成。活性炭根据材料和用途不同，内孔径大小不一，基于活性炭是多孔性、空隙发达、化学性质稳定的的含碳物质，活性炭被人们广泛适用于各种工农业生产方面、电力行业的电厂水质处理和保护、化工行业的化工催化剂、食品行业、环保行业的污水处理及有害气体的治理和净化等等领域内[2-6]。随着经济的发展，大量的活性炭作为吸附剂处理有毒或有害的物质，活性炭吸附物质后导致孔隙被堵塞，其吸附能力降低，废活性炭大量的堆存，废活性炭堆存处理不但造成了资源浪费还会对环境产生二次污染。因此，对这些废活性炭进行资源循环利用势在必行，然而，活性炭在吸附过程中由于吸附物质和方法存在差异，近年来，很多文献报道了废活性炭的再生工艺研究，本文就废活性炭的来源、再生方法和利用现状进行了综述，并对再生活性炭的应用进行了展望。
1废活性炭来源
随着经济的发展及新产品的开发利用，活性炭在制药行业、食品类行业、化工行业、能源行业等领域应用较为广泛，随之产生大量的废活性炭。大量废活性炭的产生不仅造成资源浪费还会造成环境污染所以要及时处理[7]。因此，进行废活性炭的再生是有必要的。
2废活性炭再生技术
活性炭再生，是将吸附一定吸附质的饱和活性炭在一定物理、化学条件下进行处理，将被吸附的吸附质去除，使活性炭恢复一定的吸附能力，达到可以重新使用的目的[8]。
2.1热再生法
热再生[9-11]是将吸附处理有机废水后的活性炭进行高温处理的过程，由于有机物的性质不同，在加热到不同温度时，会发生不同的变化，阶段主要分为干燥、高温炭化、活化。在干燥阶段，主要是去除活性炭孔隙内的可挥发成分，在干燥的过程中如果温度升高的很快，会影响饱和活性炭的活化阶段，在活化过程中温度降得很低，会使大部分的吸附物变成挥发性物质，温度的高低对活性炭的影响很大，所以在加热过程中要保持适宜的温度范围。高温炭化阶段，将吸附的有机物和残留在活性炭空隙中的游离炭进行炭化，温度到达800℃~900℃。活化阶段，为了使活性炭微孔干净，吸附性能得到恢复，通入CO、CO2、H或水蒸气等气体，在再生工艺中活化阶段是重要的关键。热再生的优点是再生效率高、操作简单、使用成本低、可以提高活性炭的表面疏水性、应用领域广。同时也存在缺点，在热再生过程中由于需要的温度比较高，烧失比较大，造成得率较低、需要通过外加能源来加热、投资和运行费用比较高。
2.2电化学再生法
电化学再生法是目前最为广泛研究的一种新型再生技术手段，在电解液的作用下，利用活性炭填充在两极之间，通过直流电场，产生电场使活性炭发生极化作用，呈现阴阳极可以发生还原和氧化反应，从而形成微电槽[12]，活性炭孔道吸附质大部分可以分解，小部分则在电泳力的作用下发生脱附。张会平等[13]通过研究pH值对苯酚在活性炭上的吸附平衡的影响，活性炭在不同电极上的电化学再生效率不同，通过不断的搅拌有利于提高活性炭的电化学再生效率，利用NaOH碱法不仅提高了再生活性炭的效率而且还影响吸附苯酚后的活性炭再生。电化学再生的优点是效率高，选择合理的处理工艺可以避免二次污染、能量消耗少、炭的损失少、操作简单、在电解过程中使用电解质的价格比较低。
2.3微波再生
微波热再生技术就是利用微波加热来改变活性炭特性的一种再生方法。微波加热是直接加热物质使物质发热，物质的表面会不断的扩散使外部温度小于内部温度，物质只有吸收微波才能实现加热，所以微波加热具有一定的选择性，因而相对节能高效。微波热再生比传统热再生法具有优越性主要表现在[14-16]：加热速度快时间短，不需要加中间介质，微波场中无温度梯度存在，热量分布均匀，效率高、能量消耗低、有很好的再生效率。卜龙利[17]等通过对染料-酸性橙溶液的吸附，进行了微波对废活性炭再生的实验。实验中，经过吸附的活性炭和再生循环两次后，吸附能力没有什么变化；但是经过多次吸附和再生循环后，它的吸附能力下降，且消耗碳损失。
2.4生物再生
生物再生法是利用微生物降解活性炭表面上的有机污染物[18]。这种方法的优点是再生工艺和设备操作简单、对活性炭内部结构造成无损失、污染小、成本低投资少。缺点是吸附能力恢复有限、对吸附质具有一定的选择性、时间长存在的再生周期长。
2.5超临界流体再生
超临界流体再生[19,20]是在温度和压力到达临界值的变化过程，使有机溶解在饱和活性炭上进行萃取再生。目前使用最广泛的超临界流体主要是二氧化碳，因为二氧化碳超临界技术加工性能好、安全性高、低毒、无污染，所以超临界CO2对活性炭是一个很好的再生方法。超临界流体再生的优点是：减少污染、在操作过程中对活性炭的利用没有任何损耗、低温，对活性炭的结构无影响、可以很好的收集污染物、周期短节能。缺点是活性炭吸附质必须能可溶于超临界流体溶液中的，在高压的设备中进行，所以活性炭再生的过程受到限制，这种技术很难被广泛使用。
2.6超声波再生
超声波可以再生吸附物质，是采用超声空化利用能量和物质间的相互作用的形式。在水溶液中产生微小的气泡在超声波的作用下，形成“空化泡”，空化泡会在溶液中不断的扩大和收缩形成小气泡，小气泡会使内部和界面的温度和压力升高，导致H2O分解成-OH形式存在，同时产生的高压会在吸附剂表面产生冲击作用，通过氧化作用和热分解使有机污染物有效的分解。超声波的优点在经济性上节能性好、能耗低、操作工艺和设备简单、炭的损失少、可以回收有用的物质等[21]。在发展发面有很好的潜能的。
3再生活性炭的利用
通过饱和活性炭的吸附能力能使污水中的有机污染物净化，就现在而言，活性炭用于水处理已经较为普遍了，活性炭能够很好的吸附工业废水中的有机物等污染物，对水中的有害物质进行过滤，能够使排放的废水、污水达标，不会造成环境污染影响。另外活性炭吸附还有很好的选择性、可以回收有用金属、方便使用等特点，所以利用活性炭对重金属的吸附达到环保又方便的作用，因此对废活性炭进行资源再生循环利用是降低生产成本的有效途径。
4结论
目前废活性炭来源领域广，且种类、成分复杂，直接导致循环处理再生废活性炭技术繁多，虽然传统再生技术趋于成熟稳定，但开发经济、高效的废活性炭再生技术已成为广大科研工作者关注的问题，也是企业提升经济效益的便捷途径。微波、超声波等非常规技术手段的发展，在诸多领域得到广泛应用，且属于清洁、环保、无污染的绿色能源，这一类新再生技术的发展势必在冶炼废水处理中发挥很大的作用。
作者:卢芳 马爱元 李国江 崔鹏 单位:六盘水师范学院化学与材料工程学院 云南驰宏锌锗股份有限公司
