室内空气污染的检测治理及活性炭的

活性炭处理室内有机污染物及 其再生技术的研究项目负责人：唐明纬 指导教师：许艳红 刘 盛

项目成员：孙诗文 种军涛 林 杨 高 琪

申请理由 立项背景 项目的特色 与创新之处 实施方案

项目研究预 期成果

人力资源 设备支撑 技术支持

立项背景

人的一生有90%的时间在室内度过，室内空气与人体的 健康息息相关。 中国标准化协会调查显示，68%的疾病是由于室内污染 造成的！ 美国专家检测发现，在室内空气中存在500多种挥发性有 机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种， 危害较大的主要有：甲醛，苯，氨以及酯，三氯乙烯等。 室内空气的污染程度要比室外严重2-5倍，有时可达到 100倍。美国等发达国家已将室内空气污染归入危害人类 健康的5大环境因素。

甲醛，主要来源于室内装修用的胶合板,细木工 板,中密度纤维板和刨花板等。世界卫生组织 (WHO)证实，甲醛致癌，诱发儿童白血病。 城市儿童白血病患者中，90%的家庭一年内进 行过室内装修！ 甲苯，主要来自室内装修用的涂料、木器漆、 胶黏剂及各种有机溶剂。甲苯对皮肤、粘膜有 刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。短时间 内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显 的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、 恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意 识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。

三、项目的特色与创新之处1.活性炭是国际公认的吸毒能手，可以吸附大 多数污染物质，无化学添加剂，对人体没有 影响。 2.活性炭电化学再生法是一种正在研究的新型 活性炭再生技术。 3.活性炭电化学再生方法操作方便且效率高、 能耗低,其处理对象所受局限性较小,并且可以 有效地避免二次污染。

4.活性炭电化学再生法的另一个优点是比较 容易形成设备化，电解时电流的可控制性强， 具有很好的灵活性，在实际运行中，对管理 的要求较低。 5.活性炭电化学再生法更有利于家庭型使用， 更有效的治理室内空气污染问题。实现活性 炭的再生大大的提高了活性炭的利用价值和 经济效益。

四、实施方案

地点的选择：以刚完成装修的房子为实验地点。 实验装置及材料：新的活性炭，甲醛检测仪，甲 苯检测仪，活性炭电化学再生装置等。 检测的步骤：首先，通过甲醛检测仪以及甲苯检 测仪来检测室内特定区域空气中的甲醛及甲苯的 含量。用新的活性炭来吸附室内该区域的甲醛及 甲苯，然后通过仪器检测室内甲醛和甲苯的量， 确定被吸收的量；其次，用电化学法将吸附污染 物 质 后 的 活 性 炭 进 行 再

生 处 理 ，

把再生后的活性炭放入室内特定区域继续进行吸附 作用，通过检测再生活性炭所吸附的甲醛及甲苯的 量，与新的活性炭的吸附甲醛及甲苯的能力进行比 较，来判断再生后活性炭的吸附能力。最后，通过 反复用电化学再生法实现活性炭的循环再生，研究 循环再生的活性炭的吸附能力的变化及其有效可再 生次数。 实验结果分析：通过计算实验过程中消耗的实验材 料及费用，来衡量该方案的实用性和应用价值。判 断其是否适合大众性的推广及特定领域应用等问题。

五、项目研究预期成果利用活性炭吸附技术去除室内空气中的有机 污染物，并研究影响吸附能力的因素。 利用操作简单、效率高、能耗低的电化学方 法处理饱和的活性炭，实现再生活性炭的再 生效率达到85%,增加活性炭的利用次数，有 效减少二次污染。 我们可能申请电化学再生装置专利，与厂家 合作制作成产品，更好的解决室内空气污染 问题，造福社会。 在国内期刊发表1-2篇论文，形成3-5篇本科 生毕业论文。

三、实施方案及技术路线

装修除味、室内空气净化 (甲醛，苯等的去除)。 苯、甲苯、二甲苯、丙酮、 油气、CS2等有机溶剂吸附 与回收。 活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积，具有丰富 的微孔，具有很强的吸附能 力，由于炭粒的表面积很大， 所以能与气体(杂质)充分 接触。当这些气体(杂质) 被微孔吸附，起净化作用。 活性炭是国际公认的吸毒能 手，无化学添加剂，对人体 无影响。

现存解决活性炭再生的几种办法

1,热再生法 2,生物再生法 3,湿式氧化再生法 4,溶剂再生法 5,电化学再生法

活性炭吸附有机污染物 及处理后活性炭再生

活性碳吸附有机 污染物过程

吸附后的活性碳 再生过程

再生后的活性碳 再吸附过程

实验结果分析

在刚装修完的房子内 进行活性碳吸附实验

用电化学法进行 活性碳的再生

使用再生活性碳进行 吸附有机污染物

计算再生活性炭的再 生率及其使用价值和 经济价值

活性碳具有 吸附能力

活性碳吸附 有机污染物

处理吸附饱和 后的活性碳

电化学再生法原理

实验中将扩展阳极的电解方法和化学氧化 结合。利用电解使吸附质能较快的脱离颗 粒性活性炭的表面进入到溶液中去，然后 用阳极产生的氧化剂将其氧化分解，从而 达到再生的目的。

电化学再生法原理阳极反应为：2CLˉ-2e→CL2 4OHˉ-4e→2H2O+O2 在水溶液中新生态的cl2能与水发生以下反应： CL2+H2O=HCLO+HCL 这样在电解液中就存在强氧化剂的HCLO和CL2。 它们可以将吸附在活性炭上和溶液中的吸附质氧化

, 从活性炭中解吸出来，从而达到再生活性炭的目的。 阴极反应为: 2H2O+2e→H2↑+2OHˉ

电化学再生法装置

如图所示为颗粒活性炭电化学再生装置。采用绝缘和密封性 能良好的惰性塑料材料做成电解槽，槽长9.5cm,宽8.0cm, 高8.9cm,有效容积为676.4cm3。用长8.5cm,高7.0cm,有 效电解面积59.5cm2石墨电极为极板。

电化学再生法步骤

试验步骤： (1)将吸附污染物后的活性炭，放入电解槽。 (2)将NaCL溶液加入电解槽中搅匀，炭水体积 比为9:1,然后将电极板装好。接好电源，将电解 槽密封好，接通直流稳压电源，调整电流为300mA, 并保持电流稳定。 (3)5小时后电解完成，将再生后的活性炭活性 炭取出。

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