CN103182295B - 木屑改性除油吸附剂及其制备方法 - Google Patents
木屑改性除油吸附剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
木屑改性除油吸附剂及其制备方法，属于水处理技术领域。取去除杂质的木屑进行粉碎到粒径5mm以下，进行干燥去除木屑中水分，控制干燥温度80-130℃；将木屑放入密闭热解炉中，加保护气进行热解保护，温度控制在200-350℃，热解时间控制在2-10h；将热解改性木屑取出，隔绝空气降温至常温，即得到改性木屑吸附剂。本发明木屑改性后不仅使得表面憎水性增强，而且改变了其微孔结构，增强其吸附效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种木屑改性除油吸附剂及其制备方法，属于水处理技术领域，适于含油污水的除油净化。
背景技术
随着经济活动的迅速发展，对各种油品的使用量增大，由此造成油品对水体污染问题日益突出。油品一般分为矿物油与动植物油两大类，所有油类都具有共同的特点，即与水很难相容，并且大部分油品的密度比水轻，并且很难生物降解。由此导油污漂浮水面形成油膜，不仅影响水体景观，并且破坏水体与空气的复氧过程，导致水质迅速变差。
废水处理方法可分为两大类，即物化法与生化法。生化法处理成本较低，但由于油品的可生物性均较差，生化法对含油污水的处理效果不佳。物化法处理含油污水的主要方法包括格栅隔油、混凝沉淀、混凝气浮、吸附分离等方法，其中隔油方法仅适合于较大量的漂浮油，并且除油不彻底；混凝沉淀、混凝气浮可以应用于乳化油的去除，但产生的废渣等需要后续处理，导致整体除油费用较高。吸附除油一般以活性炭为除油吸附剂，其除油效果彻底，对水体无副作用，但活性炭的制备成本高、再生困难，因而发明一种一次性使用、既有效又经济的除油吸附剂意义很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种木屑改性除油吸附剂及其制备方法，采用木屑为原料，对木屑进行粉碎、干燥、筛分、中温热解改性处理，通过热解改性，破坏木屑中亲水羟基基团，使木屑表面非极性化；并且通过木屑中半纤维素挥发，得到具有孔隙结构的改性木屑吸附剂。
一种木屑改性除油吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料选取：选取木材加工场锯末为原材料，去除杂质如沙石泥土；
(2)粉碎、筛分：用粉碎机将木屑粉碎，根据需要筛分并控制粉碎粒径大小5mm以下；
(3)干燥：将木屑放入干燥箱，控制干燥温度80-130℃，干燥去除木屑中水分；
(4)中温热解：将木屑放入密闭热解炉中，加保护气进行热解保护，温度控制在200-350℃，热解时间控制在2-10h；
(6)后处理：将热解改性木屑取出，隔绝空气降温至常温，即得到改性木屑吸附剂。
纤维素、半纤维素与木质素是木屑的主要成分，其中半纤维素含有大量羟基，是木屑亲水的主要成分。半纤维素在200-350℃的中温条件下分解成气体，保留了木屑中非亲水的纤维素与木质素成分，并在木屑中形成孔道。木屑改性后不仅使得表面憎水性增强，而且改变了其微孔结构，增强其吸附效果。
该改性木屑吸附剂制备条件简单，成本低廉，吸附剂收率高，100份重量木屑可得到55-75份重量吸附剂。吸附容量大，对于水中有机物都有吸附，尤其适用于含油污水的净化。可作为一次性使用的有机吸附剂，吸附后的改性木屑可过滤后作为燃料添加剂进行焚烧，实现废物无害化。
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明的举例说明，本发明并不仅仅限制于以下实施例。
实施例1
取去除杂质的松木木屑进行粉碎，在110℃烘箱中干燥2h后，筛分出粒径0.3-0.5mm的木屑100g，放置到氮气保护的马弗炉中，设定热解温度240℃，热解时间6h，将热解改性木屑取出，隔绝空气降温至常温，得到改性木屑吸附剂63.5g，吸附剂收率63.5％。经测定该改性木屑比表面积520m2/g。
取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g，加入初始浓度200mg/L的润滑油废水100ml中，在摇床震荡吸附2小时后，测定上清液中剩余油浓度如下：颗粒活性炭吸附剩余油浓度为12.2mg/L，改性木屑吸附剩余油浓度为9.7mg/L，而原始木屑吸附剩余油浓度为107.3mg/L，三者的单位吸附量分别为37.6mg/g、38.1mg/g、18.5mg/g，该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。
实施例2
取去除杂质的松木木屑进行粉碎，在80℃烘箱中干燥10h后，筛分出粒径0.3-1.0mm的木屑100g，放置到氮气保护的马弗炉中，设定热解温度200℃，热解时间10h，将热解改性木屑取出，隔绝空气降温至常温，得到改性木屑吸附剂79.3g，吸附剂收率79.8％。经测定该改性木屑比表面积253m2/g。
取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g，加入初始浓度500mg/L的润滑油废水100ml中，在摇床震荡吸附2小时后，测定上清液中剩余油浓度如下：颗粒活性炭吸附剩余油浓度为298.1mg/L，改性木屑吸附剩余油浓度为282.0mg/L，而原始木屑吸附剩余油浓度为373.5mg/L，三者的单位吸附量分别为40.4mg/g、43.6mg/g、25.4mg/g，该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。
实施例3
取去除杂质的松木木屑进行粉碎，在130℃烘箱中干燥1h后，筛分出粒径0.5-2.0mm的木屑100g，放置到氮气保护的马弗炉中，设定热解温度350℃，热解时间2h，将热解改性木屑取出，隔绝空气降温至常温，得到改性木屑吸附剂56.3g，吸附剂收率56.3％。经测定该改性木屑比表面积565m2/g。
取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g，加入初始浓度500mg/L的润滑油废水100ml中，在摇床震荡吸附4小时后，测定上清液中剩余油浓度如下：颗粒活性炭吸附剩余油浓度为158.9mg/L，改性木屑吸附剩余油浓度为90.6mg/L，而原始木屑吸附剩余油浓度为237.6mg/L，三者的单位吸附量分别为68.2mg/g、81.9mg/g、52.5mg/g，该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。
Claims (3)
1.一种木屑改性除油吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)原料选取：选取木材加工场锯末为原材料，去除杂质；
(2)粉碎、筛分：用粉碎机将木屑粉碎，根据需要筛分并控制粉碎粒径5mm以下；
(3)干燥：将木屑放入干燥箱，控制干燥温度80-130℃，干燥去除木屑中水分；
(4)中温热解：将木屑放入密闭热解炉中，加保护气进行热解保护，温度控制在200-350℃，热解时间控制在2-10h；
(6)后处理：将热解改性木屑取出，隔绝空气降温至常温，即得到改性木屑吸附剂。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(4)中热解温度240℃，热解时间6h。
3.按照权利要求1或2的方法制备的一种木屑改性除油吸附剂。
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