活性炭具有孔隙结构发达、吸附力强、表面积大的特点，和石墨结构的无定型炭相似，活性炭的制作原料除了木炭、木屑、果核、果壳等植物原料，还包括煤与其他含碳工业废料，采取物理、化学方法对上述原料进行破碎、过筛，添加催化剂活化后漂洗，最后经过烘干和筛选完成所有制造工序。活性炭自身化学结构和微晶结构具有特殊性，受到各个领域的青睐，得以广泛应用，如食品工业领域，活性炭用于液相脱色和去除异味、电子领域作为双电层电容器的电极、医疗领域上，具有创伤治疗，调节肠胃，环节腹部脓毒症的效果。让人们广为关注的是活性炭能够辅助处理工业废水，具有净化空气的作用。但活性炭制造工艺复杂，价格不菲，导致应用中成本高，并且将使用后活性炭废弃掉，容易引起二次污染，所以活性炭再生技术应运而生。
1.活性炭再生方法类型
1.1脱附法
脱附指的是通过活性炭环境的改变，使其基于吸附质容易脱离状态下进行操作。脱附操作包括提高温度、降低压力或浓度和采用化学药品三种，脱附操作下得以回收吸附质，常用于气相中，尤其在低压环境下脱附效果最佳，如果在高压环境下进行吸附，则视为压力循环吸附。从节能环保意义上看，近年来压力循环吸附受到广泛关注，通常使用于空气分离和除湿工作中；溶剂回收中使用过的活性炭，除湿工作中使用过的活性氧化铝、硅胶、沸石等采用高温惰性气体或水蒸气进行脱附的情况下，通常使用加加热脱附；溶剂pH值在酸或碱的加入后产生变化，进行脱附操作，这被称为无机药剂再生或反应再生，这一技术在吸附量受pH值影响的情况下适用。此外，溶剂再生法也被称为有机药剂再生法，是采用溶剂进行脱附。脱附技术能够有效回收吸附质，但其缺陷在于适用体系受限[1]。
1.2吸附质分解法
目前，活性炭还经常用于水处理工作中，对沸点高、分子量大的物质进行吸附，这时无法通过吸附再生，需要采用分解方法再生。分解方法包括高温液相氧化分解、利用氧化剂进行液相氧化分解、利用氧化性气体进行氧化分解、电化学分解、微生物分解几种。热再生分解是应用活性炭进行水处理后活性炭再生的重要手段；应用高锰酸钾、过氧化氢、臭氧等氧化剂分解活性炭中的吸附质，模拟试验结果显示：通过这种液相氧化分解方式，可实现最高60％的再生率；高温高压环境下，以氧气或空气为氧化剂，将液相状态下活性炭中有机物氧化分解为小分子；电解质中，活性炭与阳极接触，通过电解作用产生的氧气实现氧化分解吸附质；活性炭上繁殖的微生物能够分解吸附质，这种方法还具有再生机能。
2.传统活性炭再生技术
2.1热再生技术
早在20世纪初热再生技术已经被研究者提出，当时采用的方法是回转炉再生，后来又研发了多层炉，直至40年代，以煤为原料吸附力极强的活性炭出现在市场上，再生炉技术也基本完善。最初，活性炭主要应用于水处理领域，热再生技术和化学药品再生技术相比，具有分解多种吸附质的能力，适用范围更为广泛。技术原理是加热条件下，活性炭吸附的有机物性质不同，进而陆续从活性炭的上经过解析、碳化、氧化，最终消除。脱水后的活性炭加热再生处理环节包括干燥、高温碳化和活化。干燥阶段需要将温度控制在100℃以上，蒸发活性炭孔隙中的水分，此时一部分有机物脱离。热再生法耗费热量较大，近一般热量是在干燥阶段消耗的。活性炭加热至350℃以下，沸点低的有机物脱离，之后加热至800℃以内，处于吸附状态下的高沸点有机物也被分解，其中一部分分解为小分子脱离，剩余部分通过炭化转变为固定碳残留下来。气化过程中，这些残留下来的炭在800℃以上，1000℃以下的温度条件下，被氧化性气体分解[2]。
热再生技术的应用优势在于再生时间段、效率高，且能够分解多种吸附在活性炭上的吸附质。但是，其缺点也是不容忽视的，上文中提到，热再生技术所需热量大，进而炭损失大，高达6％至10％，再生炭机械强度不如从前，炭表面化学结构发生变化，比表面积减小。同时，因为操作中颗粒间产生摩擦，容易被流动的氧化性气体带走，损失大幅度增加，热再生后活性炭吸附性能不同程度下降，甚至经过反复再生彻底上市吸附性能。
2.2化学药品再生技术
活性炭应用后，如果吸附质中含有大量高浓度、低沸点物质，则可以采用脱附再生方法，通过化学药剂法再生。化学药品再生法包括有机药剂再生和无机药剂再生两种。其中有机药剂再生指的是应用甲醛、苯等有机溶剂萃取吸附在活性炭上的物质，进而实现再生，这一方法也称为溶剂再生法。无机药剂再生则是采用碱或无机酸脱除活性炭上的吸附质，也称其为反应再生法。
3. 新型活性炭再生技术
3.1光催化再生技术
光催化再生技术使用过程中，借助一定波长范围的光，基于催化剂作用下，通过光化学反应吸附一种或多种吸附在活性炭上的吸附质，使得活性炭吸附性能恢复。该方法采用的催化剂多为固态氧化物半导体，所用氧化物通常有稳定性高、价格高的特点，但是如果高温条件下，某些基团积累导致催化剂失活的话，那么再生效果会大打折扣，或者失去再生效果。光催化再生技术在吸附一定量的吸附质后，无需做其他工作，直接放置在紫外光下照射即可实现原味再生，设备操作简便、工艺简单。
3.2超临界流体萃取再生技术
物质的温度和压力高于其临界温度和临界压力时,称为超临界流体。超临界流体萃取法再生活性炭是一项新技术。该技术的使用具有密度大、表面张力小、扩散系数大、传质速率高的优势，,在较温和的条件下就可达到较理想的再生效率,并且经多次循环使用再生后,活性炭仍能保持较高的吸附性能[3]。
总结语：
综上所述，活性炭再生过程中首先要考虑尽量减少对碳基质本身的影响,保证再生炭的吸附性能。现阶段，要求再生炭工艺简单,运行成本低、设备操作容易,再生后产生的二次污染尽可能小。随着人们对微波技术认识的进一步深入,相关技术问题的解决和今后对低能耗、环境友好技术要求的提高,相信活性炭再生技术必将发挥其应有的作用。
参考文献：
[1]张治权, 李彦樟, 陈建利. 活性炭再生方法比较及废核级活性炭再生现状研究[J]. 科技视界, 2020(15):2.
[2]黄丹丹. 废活性炭再生处置过程中的环境管理及治理措施研究[J]. 污染防治技术, 2019, 32(5):4.
[3]刘慎坦, 薛鸿普, 仇登菲. 基于活性炭再生技术的研究进展及前景展望[J]. 烧结球团, 2021, 46(1):7.