CN101637716A - 一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法，它涉及一种活性炭改性方法。本发明解决了现有的硝酸改性方法处理后的活性炭对原水中溴酸盐去除效果差的问题。本发明的方法：将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与氨水混合反应20～28h，然后再用去离子水清洗活性炭，直至活性炭的pH值为6.8～7.2，即实现了活性炭的改性。本发明方法改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除率达到了90％左右，本发明改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率高，去除效果好。

Description

一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭改性方法。
背景技术
溴酸盐是用臭氧处理含溴离子的原水过程中产生的消毒副产物，在20世纪90年代早期国际癌症机构将溴酸盐列为有可能对人体致癌的化合物，因此有关饮用水臭氧处理过程中溴酸盐的产生问题日益受到关注。在我国南方由于工业污染或海水浸渗原水中溴离子浓度普遍较高，在较大的臭氧投量下，臭氧处理后的出水溴酸盐具有超标的风险。现有多采用活性炭吸附的方法来去除原水中的溴酸盐，但是，现有的用于去除原水中溴酸盐的活性炭对原水中溴酸盐的吸附能力有限，对溴酸盐的去除效果差，而为了提高活性炭对原水中溴酸盐的吸附能力，可通过硝酸改性的方法对现有的用于去除原水中溴酸盐的活性炭进行改性处理，但是经改性处理后的活性炭对原水中溴酸盐去除率也仅能达到50％左右，去除率低，去除效果差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的硝酸改性方法处理后的活性炭对原水中溴酸盐去除效果差的问题，而提供了一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法。
本发明用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法按照以下方法进行的：将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后的活性炭与质量浓度为12％～18％的氨水按照重量比为1∶8～12的比例混合反应20～28h，然后再用去离子水清洗活性炭，直至活性炭的pH值为6.2～7.8，即实现了活性炭的改性。
本发明用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理方法为：将活性炭用去离子水洗至pH值为5.8～5.2，然后将活性炭置于100～110℃的干燥箱内干燥22～26h。
本发明将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后置于氨水中，活性炭表面酸性基团与氨水反应，增大了孔半径，进而增大了活性炭的比表面积，提高了活性炭的吸附能力；本发明方法改性后的活性炭表面碱性官能团含量增加，增加了活性炭表面的碱性，可增强活性炭中的阴离子交换能力，进一步的提高了活性炭对溴酸盐的吸附能力。本发明改性处理后的活性炭对原水中溴酸盐的吸附能力强，在处理原水中溴酸盐时，对原水中溴酸盐的去除率达到了90％左右，与现有的硝酸改性方法相比，本发明改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率高，去除效果好。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法按照以下方法进行的：将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为12％～18％的氨水按照重量比为1∶8～12的比例混合反应20～28h，然后再用去离子水清洗活性炭，直至活性炭的pH值为6.8～7.2，即实现了活性炭的改性。
本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除率达到了90％左右。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理方法为：将活性炭用去离子水洗至pH值为5.8～6.2，然后将活性炭置于100～110℃的干燥箱内干燥22～26h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除率达到了90％左右。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为14％～16％的氨水按照重量比为1∶9～11的比例混合反应22～26h。其他步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除率达到了90％左右。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为15％的氨水按照重量比为1∶10的比例混合24h。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除率达到了98％。
具体实施方式五：本实施方式用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法按照以下方法进行的：将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为13％的氨水按照重量比为1∶9的比例混合反应22h，然后再用去离子水清洗活性炭，直至活性炭的pH值为7，即实现了活性炭的改性。
本实施方式用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理方法为：将活性炭用去离子水洗至pH值为6，然后将活性炭置于104℃的干燥箱内干燥23h。
具体实施方式六：本实施方式用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法按照以下方法进行的：将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为15％的氨水按照重量比为1∶10的比例混合反应24h，然后再用去离子水清洗活性炭，直至活性炭的pH值为7，即实现了活性炭的改性。
采用本实施方式的改性方法和现有的硝酸改性方法对相同的活性炭进行改性，其中，硝酸改性方法的具体操作：将活性炭与摩尔浓度为15mol/L的硝酸溶液按重量比为1∶10的比例加到磨口锥形瓶中，在90℃水浴中沸腾回流6h，取出活性炭，再用去离子水清洗活性，直至活性炭的pH值为7，即实现了活性炭的改性。经过这两种方法改性后活性炭的表面官能团、比表面积的变化如表1所示。
表1
 活性炭   羧基(mmol/g)   内酯基(mmol/g)   酚羟基(mmol/g)   碱位(mmol/g)   比表面积(m2/g)
 AC-NX   0.025   0.025   0.425   1.15   798
 AC-HN   0.625   0.02   0.5   0.525   711
 AC-NH3N   0.01   0.015   0.045   1.2375   879
注：AC-NX为未改性活性炭，AC-HN为硝酸改性后活性炭，AC-NH3N为本实施方式改性后活性炭。
从表1中的数据可以看出，活性炭经硝酸改性后，虽然活性炭表面酸性官能团(羧基、内酯基、酚羟基)含量比未改性活性炭有所增加，而碱性官能团的含量却减少了，该方法处理后的活性炭对原水中溴酸盐去除率仅能达到50％左右；而本实施方式氨水改性后表面碱性官能团含量增加，酸性官能团含量减少，这增加了活性炭表面的碱性，增强了活性炭中的阴离子交换能力，进而提高了活性炭对溴酸盐的吸附能力，另外，氨水改性后的活性炭与未改性活性炭相比较比表面积也增加了，进一步提高了活性炭对溴酸盐的吸附能力，本实施方式氨水改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除率达到了90％左右。
采用上述两种方法对初始溴酸盐浓度为500μg/L的原水进行处理，本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率为99％，而现有的硝酸改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率为仅为72％；采用上述两种方法对初始溴酸盐浓度为100μg/L的原水进行处理，本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率为94％，而现有的硝酸改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率仅为61％；采用上述两种方法对初始溴酸盐浓度为50μg/L的原水进行处理，采用本实施方式改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率为90％，而现有的硝酸改性后的活性炭对原水中溴酸盐去除率仅为41％。本实施方式的方法改性后的活性炭对原水中溴酸盐的去除效果好。

Claims (4)

1.一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法，其特征在于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法按照以下方法进行：将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为12％～18％的氨水按照重量比为1∶8～12的比例混合反应20～28h，然后再用去离子水清洗活性炭，直至活性炭的pH值为6.8～7.2，即实现了活性炭的改性。
2.根据权利要求1所述的一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法，其特征在于用于去除原水中溴酸盐的活性炭的预处理方法为：将活性炭用去离子水洗至pH值为5.8～6.2，然后将活性炭置于100～110℃的干燥箱内干燥22～26h。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法，其特征在于将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为14％～16％的氨水按照重量比为1∶9～11的比例混合反应22～26h。
4.根根据权利要求1或2所述的一种用于去除原水中溴酸盐的活性炭改性方法，其特征在于将用于去除原水中溴酸盐的活性炭预处理后与质量浓度为15％的氨水按照重量比为1∶10的比例混合24h。
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