水处理中采用煤基柱状生物活性炭结合了活性炭的吸附性能和表面微生物的降解功能,能够更加长期高效的净化微污染水源。但是,长期使用的活性炭由于吸附了大量污染物,表面生物膜厚度增加,超过一定值后会导致生物活性消失而失效,形成无法继续使用的饱和生物活性炭。有许多方法能够实现活性炭再生并能达到很好效果,但针对饱和生物活性炭再生的方法很少。本文结合热-电联用再生方法,对原有的设备进行完善,设计新的低压引弧再生炉,对失效的煤基柱状生物活性炭再生实验分析,再生后对其碘与亚甲蓝值测定,吸附能力恢复率达到90%以上,并且对再生过程中的机理进行研究,开展以下工作:(1)先对生物活性炭背景和常用于水处理活性炭再生方法的优势与不足进行综述,引出一种低压引弧再生的新技术。在小型引弧再生试验炉中,探究饱和生物活性炭电导特性对低压引弧再生的影响,测量单颗粒电阻以分析材料电阻率,通过引弧炉验证再生过程中引弧放电现象存在,研究再生过程炭粒群状态、预处理方式、结构参数(流量、电极版间距)等因素对电导特性影响。测出颗粒群电阻远大于单粒电阻,流动状态下颗粒群电阻低于静止状态,在200℃内水分挥发和温度升高能够降低炭粒群电阻，但经过动态干燥处理后的炭粒群电阻率下降更为显著。300℃动态干燥理处低压引弧再生后效果最优,碘与亚甲蓝值的恢复率达到91.3%和93.3%。(2)低压引弧再生过程中饱和生物活性炭会脱附大量有机物,为深入研究再生机理,先对该活性炭吸附机理进行探究。选择水污染中典型污染苯酚为吸附质,用新活性炭对苯酚进行吸附性能测试。新活性炭对苯酚的去除率能够达到96.67%,对等温吸附的数据进行Langmuir与Freundlich模型计算,拟合后相关系数都为0.96以上,适合两种模型,得出吸附苯酚是放热过程既有物理吸附又存在化学吸附,对苯酚具有良好的吸附性,吸附符合伪二级动力学模型,接着对样品进行粒径、表面形貌和表面元素进行分析。(3)对饱和生物活性炭低压引弧再生机理分析,探究热解脱附再生机理,等离子体降解作用情况。用TG-FTIR探究饱和生物活性炭气相产物随温度变化情况,分析得出失热解温度达到885℃有机物基本脱附分解完全,确定最优再生温度在850℃附近,与低压引弧再生最优再生温度相符。失效煤基生物活性炭表面有一层生物膜,在热解过程中能够检测到生物膜热解产物NH3和HCN少量气体,热解主要以H2O、CO2和CO,产率最高在DTG峰值810℃处。(4)根据热重分析划分的温度段,运用热动力学的方法探究饱和生物活性炭,载苯酚活性炭在各温度段表现出的机理函数,采用Kissinger法与Flynm-Wall-Ozawa法计算出两样品在失重峰值处的活化能为参考值,再用Coats-Redfern求解不同升温速率下各温度段中饱和生物活性炭与载苯酚活性炭在常用1 1种机理函数下的活化能与最概然机理函数。饱和生物活性炭热解时,升温速率对最概然机理函数的选取无影响,不同吸附质在相同温度段表现出的热解脱附行为有差异。