活性炭再生与再活化

活性炭的吸附能力会随着使用而下降。当出水水质超过出水要求时，活性炭吸附器就需要再生或是废弃掉。活性炭的投资费用和运行费用都非常高，主要是因为再生成本高。饱和炭的再生是吸附应用技术中最难也是最昂贵的部分。再生是在不破坏污染物的情况下将污染物从活性炭上去除。再活化就是破坏污染物并且将炭再活化，其通常在很高的温度下进行。如果用过的活性炭无法再生，或是吸附物质对活性炭造成不可逆的污染，则只能将饱和活性炭当作固体废弃物处理掉。随着活性炭的使用愈发广泛，再生工艺也不断发展进步。常用的再生技术有热法再生、化学再生和电化学再生。

活性炭通常采用热法再生。热法再生通常包括脱水干燥、热脱吸以及在一定量氧化气体如水蒸气、烟气和氧气等参与的情况下高温再活化3个过程。两种最常用的再生炉型为回转窑和多段炉。5％～10％的活性炭在再生过程中被烧失或在运输过程中损失，必须用新活性炭补充。再生炭的吸附能力与新活性炭相比略显不足。反复再生使炭颗粒能力退化直到最终达到平衡，并可预测长期的系统性能。

变压吸附是常用的气相炭再生工艺，是指应用真空使气态污染物从固相上脱吸。另一个常用工艺是利用蒸汽、微波、嵌入式加热器或热的惰性气体使被吸附的污染物挥发。这些工艺也都称为热法再生，当吸附质是易挥发有机化合物且蒸汽压较低时这些方法更适用。这些污染物随后凝结变回液态。再生过程中，污染物被脱吸，产生废气及冷凝液。因此，活性炭再生工艺需考虑废水处理问题。

活性炭再生（或再活化）在大多数情况下是应用加热破坏／冲刷系统实现的。在这些条件下，有机污染物在高温（通常超过800℃）再生过程中被破坏。再活化过程中的固定碳损失可以控制在3％～15％。湿空气氧化（WAO）再生是一种液相反应，利用水中的溶解氧来氧化废炭上吸附的污染物。再生在适宜的温度范围205～260℃和合适的压力范围50～70bar(1bar=0.1MPa)内进行。工艺将有机污染物转化为水、二氧化碳以及短链有机酸；被吸附的无机物如重金属转化为稳定的不可浸出的形式，并与再生炭分离。

GAC的再生也可以采用电化学方法，这种反应器一般为序批式，反应器主要由阴极、阳极以及浸没在电解液中的参比电极组成。另一个物理化学再生方法为溶剂再生，包括利用NaOH作为再生溶剂，或利用丙酮及甲醇等有机溶剂萃取吸附在活性炭上的吸附质，甚至可使用超临界二氧化碳。

GAC再生可减少新炭的消耗以及由废炭造成的固废处理问题，但也应高度重视GAC再生过程中产生的空气污染等问题。从再生加热炉系统排出的烟气可能含有粉尘和挥发性有机物。此外，不完全燃烧还可能产生一氧化碳。因此，通常需要再燃装置等对废气进行处理。而且，热法再生也需要消耗大量的能源。

活性炭吸附器必须装备合适的活性炭处理装置及废炭置换装置。用过的、再生的以及新的活性炭通常是以炭浆形式用泵进行水力输送的。