Методы регенерации адсорбентов
Регенерация адсорбента (активного угля) является важнейшей стадией адсорбционной очистки. Цель регенерации - с одной стороны, десорбция адсорбированных из воды примесей или деструктивное их разрушение и, с другой стороны, восстановление адсорбционной спо- собности активного угля. Применяют деструктивные и регенеративные методы регенерации. К первым относятся термические и химические окислительные процессы, ко вторым - десорбция насыщенным или пе- регретым водяным паром, нагретым инертным газом, экстракция орга- ническими растворителями. Разрабатываются биологические методы регенерации углей.
Рис.14.11. Схема очистки сточных вод анилино-красочного производства адсорбцией
1 - осветлители со слоем взвешенного осадка; 2 - осадкоуплотнители; 3 - сме- ситель; 4 - бак известкового молока; 5 - многоярусный противоточный адсор- бер; 6 - углеуплотнитель; 7 - фильтр; 8 - дозатор активного угля; 9 - печь реге- нерации и активации угля в псевдоожиженном слое; 10 - сборники регенериро- ванного и активированного угля
Выбор того или иного способа регенерации зависит от конкрет- ных условий и оказывает влияние на стоимость адсорбционной очист- ки. Часто указанные способы комбинируются друг с другом.
Чаще всего для десорбции активных углей применяют насыщен- ный или перегретый водяной пар с температурой 200-300 оС при избы- точном давлении 0,3-0,6 МПа., так, например, регенерируются легко- летучие органические вещества. Расход пара 2,5-3 кг на 1 кг отгоняе- мого вещества, для высококипящих в 5-10 раз больше. После десорб- ции пары конденсируются и вещество извлекается из конденсата, объ- ем которого составляет 5-7,5 % от объема сточных вод.
При использовании воздуха его температура не превышает 120- 140 оС, инертных или дымовых газов 300-500 оС. Их пропускают через насыщенный летучими соединениями активный уголь с последующим резким охлаждением газов в теплообменнике. Сконденсированный продукт направляют на утилизацию, а десорбирующий газ вновь ис- пользуют для очистки активированного угля.
При термической регенерации прокаливанием отработанные ак- тивные угли нагревают при температуре 500-1000 оС без доступа воз- духа в специальных печах. При термической регенерации перегретым водяным паром процесс ведут при температуре 700-800 оС в бескисло-
родной среде. Термическая регенерация связана с потерей 5-10 % ад- сорбента.
В качестве десорбентов могут быть использованы легкоперего- няющиеся с водяным паром органические растворители (жидкофазная десорбция экстракцией) - бензол, толуол, бутилацетат, дихлорэтан, ме- тиловый спирт и др. Процесс десорбции осуществляют при нагревании или на холоде, по окончании десорбции растворитель отгоняют из сор- бента острым водяным паром или другим теплоносителем.
Для десорбции слабых органических электролитов химической регенерацией их переводят в диссоциированную форму. При этом ио- ны переходят в раствор, заключенный в порах угля, откуда они вымы- ваются горячей водой или раствором кислот (для удаления органиче- ских оснований) или раствором щелочей (для удаления кислот).
При биологической регенерации адсорбент загружают в рецирку- лируемую суспензию активного ила, которую непрерывно аэрируют. При этом происходит биохимическое окисление адсорбированных ве- ществ. Биологическая регенерация позволяет продлить срок использо- вания сорбента в десятки раз.
В том случае, когда адсорбированные вещества не представляют ценности, проводят деструктивную регенерацию химическими реаген- тами - хлором, озоном и др.
Целесообразность применения того или иного метода регенера- ции активного угля определяется технико-экономическими параметра- ми процесса.