活性炭由于其巨大的比表面积和较强的吸附能力,因而在微污染水处理及水的深度处理等领域,作为一种优良的吸附材料被大量使用。随着活性炭应用的日趋广泛,其再生问题也逐渐得到了人们的重视。若吸附饱和后的活性炭直接废弃,不仅对资源是很大的浪费,还可能造成二次污染。因此,对于活性炭的再生回收得到了人们的重视。目前对活性炭的再生方法研究较多,其中热再生法是目前应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法,但也同时存在能耗高、炭损大、难以回收有用物质,以及操作过程复杂等诸多问题。本文采用了一种超声再生活性炭的新工艺,利用超声波独特“空化”作用和超搅拌作用,对吸附苯酚的饱和活性炭进行再生。超声波采用45KHz、80KHz、100KHz三种不同频率的超声波发生器,单个超声发生器功率为50KW,且功率可调。实验中,分别对吸附苯酚的饱和活性炭进行了单一频率超声波作用和两种不同频率的超声波作用,发现超声波对于活性炭进行再生是可行的,且效果较好。实验中,采用45KHz、80KHz、100KHz三种频率超声波对吸附苯酚的饱和活性炭进行单一频率再生时,相同功率下45KHz再生效果最好,可达60%以上,随着频率的升高,活性炭解析率反而下降。说明超声再生活性炭宜采用低频超声波。当超声功率增大时,活性炭解析率随之增大,但并不是随着功率的增大而无限增大。当功率达到最佳时,再增大功率只会增加能耗,而对活性炭解析率的增加已没有实际意义。实验中还首次采用了双频超声波对活性炭再生进行了研究。实验结果表明,该方法不仅可行,在一定实验条件下,作用总功率相同时,其再生效果会优于单频超声再生。实验中,将45KHz、80KHz、100KHz三种频率超声波进行了两两组合,以不同角度发射超声波同时作用于活性炭,对其进行再生。在相同功率下,双频超声再生活性炭效果优于单频再生效果;双频再生时,两个超声波发生器以一定夹角作用,再生效果较好,再生效率可达80%以上。把45KHz看作是产生空化效应的主频道,其它频率为辅助频道,那么从实验结果可以得出,各辅助频道对于主频道的化学产额增强的贡献依次为:45KHz>80KHz>100KHz。对于超声波再生活性炭来说,解析过程主要依靠物理作用。同频的两个声波的叠加,有可能再次提供足够的“空化”能量,能量叠加的结果是促进了“空化”的发生,增强了“空化”再生的效果;多声源,尤其是带有一定夹角的多声源则更有利于将能量传递至活性炭内部,从而使得微孔深部得到再生,因而再生效果明显好于单一的同功率单频再生,也好于不同频率的双频再生效果。而低频超声波的“空化”效果比高频超声波好,所以低频组合下其解析效果最好。在实验条件下,主频采用50W45KHz,辅频采用30°50W45KHz的组合工艺,再生效果最好,再生效率可达86.2%。在超声波再生时,粒径大小对超声再生效果影响显著。实验结果初步显示,当活性炭粒径小于0.6mm时,超声作用较为稳定,而当活性炭粒径大于1.0mm后,超声再生效果下降,已经很难达到工程应用要求。实验中还对活性炭在再生过程中的炭损失问题进行了研究考察。实验结果表明,超声再生时的炭损程度是可以控制在较小的可接受范围之内的。采用50W45KHz×30°50W45KHz双频超声作用直接对活性炭进行超声作用,一次炭损仅为0.5%左右,是常规热再生法的1/6~1/10。本论文对饱和活性炭的再生提出了一种新的方法,为双频超声波协同再生活性炭的实际应用提供了理论基础。