Advanced Oxidant Regeneration of Granular Activated Carbon for Controlling Air-Phase VOCs

摘要

Un système d'oxydation avancée (AO) pour le contrôle des composés organiques volatils (VOCs) et comprend une chambre de réaction photolytique en phase gazeuse, une tour de strippage et une filtration sur charbon actif (GAC). L'étude présentée concerne l'évaluation des filtres GAC. Des filtres industrielles GAG, saturés de VOCs, et régénérés par AO pendant plusieurs années ont été examinés sur plusieurs installations existantes. Les résultats ont été ensuite simulés lors d'essais à l'échelle du laboratoire. À la suite de 500 à 1000 cycles de saturation-régénération, un filtre industriel a perdu 35% du volume de micropores, et 12-35% de capacité d'adsorption vis-à-vis de plusieurs VOCs. Dans un autre cas, un GAC ayant fonctionné plusieurs années a perdu 80% de son volume de micropore et 23 à 63% de sa capacité d'adsorption. Les résultats des essais en laboratoire ont révélé que la régénération AO a détruit du désorbé la plus grande partie du MIBK de la première couche du lit de GAC (quelques centimètres). La régénération AO a aussi éliminé 25% du MIBK fixé sur la couche suivante de GAC (15 cm). Plusieurs sous-produits de réaction ont été produits par la destruction du MIBK; les sous-produits contiennent généralement de un à trois carbone de moins que le MIBK et comprennent plus de groupement fonctionnels oxygénés.%The Pennsylvania State University is researching an advanced oxidation (AO) system for controlling volatile organic compounds (VOCs) (Cannon et al. 1994). The system includes an air-phase photolytic chamber, an air/water stripping tower, and granular activated carbon (GAC) beds, and the work herein describes he evaluation of the GAC beds. Field GACs have been evaluated, which had previously been loaded with VOCs and regenerated with AO for several years at several full scale installations. Full scale response then was simulated in laboratory-scale experiments. Results revealed that following 500 to 1000 daily loading and regeneration cycles, one field GAC lost 35% of its micropore volume, and 17-35% of its capacity to adsorb several VOCs. Under another condition, for a furniture coating GAC, 80% of the micropore volume was lost after several years of loading and reactivation cycles, and 23 to 63% of the VOC adsorption capacity was lost. Laboratory results revealed that prolonged AO regeneration destroyed or desorbed most of the MIBK within the first inch of a GAC bed. AO regeneration also removed a fourth of the MIBK in the next five inches of the packed GAC bed. Several byproducts were created by the MIBK destruction, which generally contained one-to-three fewer carbon atoms than does MIBK, and also contained more oxygen functional groups.