[发明专利]可电化学再生活性炭的碳滤器

说明书

技术领域

本发明涉及碳滤器，特别是一种可电化学再生活性炭的碳滤器。

背景技术

活性炭由于具有大量空隙而拥有优异的吸附作用，广泛应用于水的净化、物料的净化和脱色等领域。活性炭可以除去水中的嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物、重金属和放射性物质等，是净水器中使用最早最广泛的净水材料。

活性炭的净化原理主要是物理吸附和化学吸附。活性炭在使用一段时间后，将会达到吸附饱和，失去净化能力。废弃达到吸附饱和的活性炭将造成资源浪费和二次污染等问题。活性炭再生，是将已饱和吸附各种污染物的活性炭经过特殊处理，使活性炭恢复绝大部分的吸附能力，并重新用于吸附过程，从而减少资源的浪费。

活性炭再生方法有加热再生法、化学药品再生法、生物再生法和电化学再生法等。加热再生法再生效率高，是应用最多的一种再生方法，但是加热再生所需能耗高，再生过程中活性炭损失较大。化学药品再生法通过使用化学药剂使污染物脱附，再生效率低，所使用药剂易产生二次污染。生物再生法利用微生物将活性炭表面吸附的有机物污染物降解，再生时间长，再生效率较低。而电化学再生法是新兴的活性炭再生技术，是将活性炭填充于阴阳电极片之间，在电解液中施加直流电场，活性炭在电场作用下极化，一段成为阳极、另一段成为阴极，形成微电解池，吸附在活性炭上的污染物大部分被氧化分解，小部分因电泳作用发生脱附而使活性炭再生。再生效率高，能达到90%以上。

目前关于活性炭过滤装置、活性炭电化学再生的专利和学术文献较多，但是能够对活性炭进行电化学再生的活性炭过滤装置鲜有报道。专利CN102772934A、CN1319108、CN201906530U、CN202569683U、CN202387266U等活性炭过滤器相关专利均未包括涉及活性炭再生的功能。专利CN1613552公开了一种活性炭电化学的装置，该装置专用于活性炭的电化学再生，不具有碳滤器的净化功能。专利CN101891331A公开了一种活性炭吸附与电化学再生一体化处理装置及其使用方法，其特征在于该装置设有填充颗粒活性炭的吸附柱，其中同时装有固定在吸附柱法兰上的等同微孔钛滤芯电极阵列，是融吸附过滤及电化学处理于一体的多功能水处理装置。但是由于该装置需要使用微孔钛滤芯电极阵列，装置制作成本高。另外该装置在对活性炭进行再生时，活性炭仍然处于紧密堆积状态、造成活性炭层短路，使大部分电能转化为焦耳热，从而影响污染物的降解效果、增加活性炭的再生能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可电化学再生活性炭的碳滤器，具有普通碳滤器所不具有的对活性炭进行再生的功能，有效延长活性炭的使用寿命，从而节省资源和能耗。

本发明的构成：一种可电化学再生活性炭的碳滤器，由上封头、长方形直筒体、下封头、上进出水口、下进出水口、电极组、上水力分布器和下水力分布器组成，其特征在于：长方形直筒体内安装电极组，并填充活性炭，在长方形直筒体上方安装上封头，下方安装下封头，上封头和下封头上各设置一个上进出水口和下进出水口，上进出水口在上封头内连接一个上水力分布器，下进出水口在下封头内连接一个下水力分布器。

活性炭填充至长方形直筒体内1/2～2/3高度；碳滤器进行过滤工作时，水流为上进下出，待活性炭达到吸附饱和后进行电化学再生时，将水流改为下进上出，在水流作用下活性炭悬浮于水中并流经电极组的阴阳极片之间，此时给阴阳极片通电，实现活性炭的电化学氧化再生。

长方形直筒体内电极组的阴极片和阳极片交替排列，并由极片固定杆固定，极片间距为10mm～200mm，电解电压为3V～30V。

与现有技术比较，本发明装置为碳滤器增加了电化学再生活性炭的功能；活性炭在再生过程中，在水流作用下悬浮于阴阳电极之间、不会造成活性炭间连接短路，从而最大限度地利用电解电流、提高再生效率。此外装置使用的电极为片式电极，制作、安装简单，成本低。

附图说明

图1是可电化学再生活性炭的碳滤器结构示意图； 图2为图1的A-A剖视图；图3是碳滤器在电化学再生活性炭时的示意图；图4 是电极组示意图。

图中：1、上封头，2、长方形直筒体，3、下封头，4、电极组，5、活性炭，6、上进出水口，7、下进出水口，8、上水力分布器，9、下水力分布器，10、阳极片，11、阴极片，12、极片固定杆。

具体实施方式