CN103754977B - 一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法，涉及一种活性炭改性方法。为了解决现有的普通活性炭对原水中有机污染物吸附效果差的问题，本发明的改性方法步骤如下：将粉末活性炭预处理后与纯水混合放入超声波发生器中以100~200w/L的声强震荡10~30min，震荡过程中调节温度至20~60摄氏度，用离心机分离后在50~60摄氏度的真空干燥箱中干燥22~26小时，即实现了活性炭的改性。本发明改性后的活性炭对原水中有机污染物的去除率最高可达71.67%，本发明改性后的活性炭在应急处理饮用水突发污染时对原水中有机污染物去除率高，去除效果好。

Description

一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭改性方法，主要用于饮用水应急处理，是一种在向受到有机污染的原水中投加粉末活性炭之前先用超声波处理活性炭粉末以提高有机污染物去除率的方法。
背景技术
活性炭作为一种环境友好型吸附剂，具有较强的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，对水体中各类污染物质都具有一定比例的吸附效果，因此，活性炭在水处理中越来越受到重视。但是，由于普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布过宽、比表面积小和吸附选择性能差等特点，加上其表面官能团及电化学性质的一些限制，使其对污染物的吸附去除作用有限，远远不能满足国内外市场的要求。
高锰酸盐指数是判定地表水、饮用水和生活污水水质的重要指标之一。其值越高，就表示水体中的有机物污染越严重。如果不进行处理，这些污染物不仅会摧毁水体的生态系统，人若以水中的生物为食，更会导致癌症，畸形，突变的发生，对人极其危险。另外，若以受污染的江水进行灌溉，则植物、农作物也会受到影响，容易生长不良，而且人也不能取食这些作物。现在多用活性炭吸附的方法来降低原水中的高锰酸盐指数，但是，现有的用于去除原水中有机污染物的活性炭对原水中有机污染物的吸附能力有限，去除效果差，而为了提高活性炭对原水中有机污染物的吸附能力，可通过超声波改性的方法对现有的用于去除原水中有机污染物的粉末活性炭进行改性处理，经过超声震荡改性后的活性炭，其间隙，比表面积及吸附容量都会得到扩张以提升对污染物的去除能力。
发明内容
为了解决现有的普通活性炭对原水中有机污染物吸附效果差的问题，本发明提供了一种用于去除原水中有机污染物的活性炭改性方法，为饮用水突发有机物污染事故提供了一种有效的处理工艺。
一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法，是按照以下方法进行的：将粉末活性炭预处理后与纯水混合放入超声波发生器中以100~200w/L的声强震荡10~30min，所述预处理后的粉末活性炭与纯水的质量比为1:6~7，震荡过程中调节温度至20~60摄氏度，用离心机分离后在50~60摄氏度的真空干燥箱中干燥22~26小时，即实现了活性炭的改性。
上述方法中，所述活性炭预处理方法为：将粉末活性炭加入过量的去离子水中煮沸30~40min，所述粉末活性炭与去离子水的质量比为1:6~7，再用去离子水洗涤至水变清为止以去除活性炭表面的灰分和杂质，然后将洗涤好的粉末活性炭置于100~110摄氏度的干燥箱内干燥22~26h。
本发明将用于去除原水中有机污染物的粉末活性炭与一定量纯水混合后放入超声波发生器中进行改性，由于超声波的“声空化”作用，其产生的冲击波和微射流能将活性碳原有的微小间隙进行扩张，扩大活性碳的比表面积，提高活性碳的吸附容量。由于自由基氧化和超声波共振的作用，经改性后的活性炭对原水中有机污染物的吸附能力加强，在处理原水中有机污染物时，对原水中有机污染物去除率最高可达到71.67%，与未经改性的粉末活性炭相比，本发明改性后的活性炭对水中有机污染物的去除率高，去除效果好，投加量为30mg/L时即有对有机污染物良好的吸附效果。本发明改性后的活性炭也可用于水厂的常规处理流程。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限如此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：本实施方式用于去除原水中有机污染物的粉末活性炭改性方法是按照以下方法进行的：
一、按质量比为1:6的比例将用于去除原水中有机污染物的粉末活性炭加入过量的去离子水中煮沸30min，再用去离子水洗涤至水变清为止以去除活性炭表面的灰分和杂质，然后将洗涤好的粉末活性炭置于100摄氏度的干燥箱内干燥24h；
二、将上述预处理后的粉末活性炭与纯水按照质量比为1:6的比例混合后放入超声波发生器中以100w/L的声强震荡20~30min，震荡过程中调节温度至60摄氏度，用离心机分离后在60摄氏度的真空干燥箱中干燥24小时，即实现了活性炭的改性。
    本实施方式改性后的活性炭的比表面积为1030.407m2/g，对原水中有机污染物的去除率最高可达71.67%。
以初始高锰酸盐指数16mg/L，氨氮2mg/L的原水为例，采用经上述改性后的粉末活性炭对其进行处理，对原水中有机污染物的平均去除率为52.4%，而未经改性后的粉末活性炭对原水中有机污染物的平均去除率仅为5.28%。由此可见，按照本实施方式的方法改性后的粉末活性炭对原水中有机污染物的去除效果好。
具体实施方式二：本实施方式用于去除原水中有机污染物的粉末活性炭改性方法是按照以下方法进行的：
将用于去除原水中有机污染物的粉末活性炭预处理后与纯水按照质量比为1:7的比例混合后放入超声波发生器中以200w/L的声强震荡10min，震荡过程中调节温度至20摄氏度，其他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比表面积为766.2 m2/g，对原水中有机污染物的去除率最高可达35.2%。
    以初始高锰酸盐指数16mg/L，氨氮2mg/L的原水为例，采用经上述改性后的粉末活性炭对其进行处理，对原水中有机污染物的的平均去除率为22.5%，而未经改性后的粉末活性炭对原水中有机污染物的平均去除率仅为5.28%。由此可见，按照本实施方式的方法改性后的粉末活性炭对原水中有机污染物的去除效果好。

Claims (4)

1.一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法，其特征在于所述改性方法步骤如下：
将粉末活性炭加入过量的去离子水中煮沸，再用去离子水洗涤至水变清为止以去除活性炭表面的灰分和杂质，然后将洗涤好的粉末活性炭置于100～110摄氏度的干燥箱内干燥22～26h，将经过上述方法预处理后的粉末活性炭与过量的纯水混合放入超声波发生器中以100～200w/L的声强震荡10～30min，震荡过程中调节温度至20～60摄氏度，用离心机分离后在50～60摄氏度的真空干燥箱中干燥22～26小时，即实现了活性炭的改性。
2.根据权利要求1所述的一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法，其特征在于所述预处理后的粉末活性炭与纯水的质量比为1:6～7。
3.根据权利要求1所述的一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法，其特征在于所述粉末活性炭与去离子水的质量比为1:6～7。
4.根据权利要求1所述的一种用于饮用水应急处理突发性有机污染的活性炭改性方法，其特征在于所述煮沸时间为30～40min。
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