CN106622152A - 一种腐殖酸‑活性炭复合吸附剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种廉价高效的腐殖酸‑活性炭复合吸附剂的制备方法及应用，本发明方法以腐殖酸改性生物质炭得到炭基吸附剂主要用于吸附化工含盐有机废水处理。具体如下：先取去除杂质的稻壳、碱液活化、炭化、干燥及研磨得到生物质炭；然后将腐殖酸研磨粉碎至100‑200目；最后将得到的生物质炭与腐殖酸混合，加入去离子水，并在超声条件下分散，最后在真空干燥箱干燥、研磨得到成品。本发明利用废弃物稻壳制备的生物质炭并以不溶性腐殖酸改性，具有来源广、价格低、吸附性能好及二次污染小等特点，对含盐有机废水具有较好的吸附效果。

Description

一种腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及水污染处理领域，具体是涉及到一种吸附含盐有机废水的廉价炭基吸附剂的制备方法及其在水污染治理中的应用。
背景技术
食品、制革、制药、印染和炼油等行业生产过程中排放高浓度的无机盐和有机污染物普遍存在，并且每年的总量巨大且有逐年增加的趋势。目前，主要的含盐有机废水的处理方法有生物处理和物化处理。生化处理是利用微生物的新陈代谢将废水中的有机物转化为无机物过程，是有机废水的常规处理方法，也是目前为止应用广泛、技术成熟的方法，然而高浓度的无机盐对微生物具有抑制作用，含盐量高(1.5％以上)的有机废水可生化处理性差，大大降低生物法处理的效率。
炭基吸附剂由于其优异的性能以及对含盐有机废水有较好的深度处理效果，但是目前存在的问题是可利用材料少，制备成本高。为实现含盐有机废水的深度处理和回收的目标，在揭示新型炭基吸附剂深度处理含盐有机废水机理的基础上，制备出高效、廉价、性能优良的新型炭基吸附剂。
腐植酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，表面含有丰富的羧基，酚羟基等官能团，有利于对部分芳香烃有机化合物的吸附。
发明内容
技术问题：本发明旨在提供一种腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法及应用，制备吸附含盐有机废水的炭基吸附剂，采用以不溶性腐殖酸改性生物质炭得到高效廉价二次污染小的炭基吸附剂。
技术方案：本发明提出的一种腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法，其步骤如下：
1)将稻壳清洗、烘干；
2)将步骤1)中得到的稻壳与碱液按质量比1:3的比例混合，加入去离子水浸渍，20-60℃条件下水浴搅拌2-8h，在真空干燥箱干燥后，在管式炉高温炭化0.5-2h；然后研磨过100目得到生物质炭；
3)将得到的生物质炭与腐殖酸混合，加入去离子水缓慢搅拌，并超声分散，最后在真空干燥箱干燥，经研磨得到成品。
其中：
所述碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的一种或两种以上的任意组合。
所述的超声分散时间为10-60min。
所述的高温为700-1000℃。
所述的生物质炭与腐殖酸的质量比例为1:0.05-1。
迸发明还在于腐殖酸-活性炭复合吸附剂在吸附含NaCl的苯酚废水中的应用。
所述NaCl的质量分数为1％-10％。
所述苯酚的浓度20-80mg/L。
所述吸附具体为：在室温下于摇床中振荡。
有益效果：本发明的优越之处在于：
1.本发明以不溶性的腐殖酸改性以废弃物稻壳制备的生物质炭，具有来源广，价格低，吸附效率高和二次污染小的优点；
2.不溶性的腐殖酸在超声分散的作用下与生物质炭混合，使得复合吸附剂含有大量的含氧官能团，强化了对有机物的吸附，且不受盐度的影响；
3.不溶性的腐殖酸改性生物质炭得到的复合吸附剂，对有机物仍具有较好的吸附效果，但降低了制备成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
称取10g清洗、烘干的稻壳与KOH质量比1:3的比例混合，加入一定量的去离子水浸渍，40℃下水浴搅拌6h，在真空干燥箱105℃干燥24h后，在管式炉800℃炭化1h；然后研磨过100目得到生物质炭。
称取得到的1g生物质炭与腐殖酸以质量比1:0.25比例混合，加入一定量的去离子水缓慢搅拌，并在超声条件下分散20min，最后在真空干燥箱105℃干燥，经研磨得到成品。
称取0.1g该复合吸附剂，置于100ml丝口试剂瓶中，加入100mL含2％NaCl的40mg/L的苯酚有机废水，在摇床中室温下150rpm振荡24h。
将上清液用直径0.25mm孔径0.45um的有机滤膜过滤，用分光光度计检测溶液中苯酚的浓度，计算得苯酚的去除率85.39％。
实施例2
称取10g清洗、烘干的稻壳与KOH质量比1:3的比例混合，加入一定量的去离子水浸渍，40℃下水浴搅拌6h，在真空干燥箱105℃干燥24h后，在管式炉800℃炭化1h；然后研磨过100目得到生物质炭。
称取得到的1g生物质炭与腐殖酸以质量比1:0.5比例混合，加入一定量的去离子水缓慢搅拌，并在超声条件下分散40min，最后在真空干燥箱105℃干燥，经研磨得到成品。
称取0.1g该复合吸附剂，置于100ml丝口试剂瓶中，加入100mL含2％NaCl的40mg/L的苯酚有机废水，在摇床中室温下150rpm振荡24h。
将上清液用直径0.25mm孔径0.45um的有机滤膜过滤，用分光光度计检测溶液中苯酚的浓度，计算得苯酚的去除率80.46％。
实施例3
称取10g清洗、烘干的稻壳与KOH质量比1:3的比例混合，加入一定量的去离子水浸渍，40℃下水浴搅拌6h，在真空干燥箱105℃干燥24h后，在管式炉800℃炭化1h；然后研磨过100目得到生物质炭。
称取得到的1g生物质炭与腐殖酸以质量比1:1比例混合，加入一定量的去离子水缓慢搅拌，并在超声条件下分散60min，最后在真空干燥箱105℃干燥，经研磨得到成品。
称取0.1g该复合吸附剂，置于100ml丝口试剂瓶中，加入100mL含2％NaCl的40mg/L的苯酚有机废水，在摇床中室温下150rpm振荡24h。
将上清液用直径0.25mm孔径0.45um的有机滤膜过滤，用分光光度计检测溶液中苯酚的浓度，计算得苯酚的去除率71.38％。

Claims (8)

1.一种腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法，其特征是，该方法包括如下步骤：
1) 将稻壳清洗、烘干；
2) 将步骤1) 中得到的稻壳与碱液按质量比1:3的比例混合，加入去离子水浸渍，20-60℃条件下水浴搅拌2-8h，在真空干燥箱干燥后，在管式炉高温炭化0.5-2h；然后研磨过100目得到生物质炭；
3) 将得到的生物质炭与腐殖酸混合，加入去离子水缓慢搅拌，并超声分散，最后在真空干燥箱干燥，经研磨得到成品。
2.根据权利要求1所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法，其特征是，所述碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的一种或两种以上的任意组合。
3.根据权利要求1所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法，其特征是，所述的超声分散时间为10-60min。
4.根据权利要求1所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法，其特征是，所述的高温为700-1000℃。
5.根据权利要求1所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂的制备方法，其特征是，所述的生物质炭与腐殖酸的质量比例为1:0.05-1。
6.一种如根据权利1所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂在吸附含NaCl的苯酚废水中的应用。
7.根据权利6所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂在吸附含NaCl的苯酚废水中的应用，其特征是，所述NaCl的质量分数为1%-10%。
8.根据权利6所述的腐殖酸-活性炭复合吸附剂在吸附含NaCl的苯酚废水中的应用，其特征是，所述苯酚的浓度20-80mg/L。
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