CN112973627B - 一种用于建筑灰水中las去除的活性炭复合改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于建筑灰水中LAS去除的活性炭复合改性方法，属于建筑水处理领域。将活性炭先后浸渍于HNO3溶液、NaCl溶液和CTAB溶液中，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，制备出具有高效去除LAS功能的复合改性活性炭。本发明公开的活性炭复合改性方法能改变活性炭的理化特性，提高活性炭的吸附能力。改性后的活性炭能高效去除建筑灰水中的LAS，吸附速率加快、吸附平衡时间缩短，显著提高了LAS的去除效果。

Description

一种用于建筑灰水中LAS去除的活性炭复合改性方法
技术领域
本发明属于建筑水处理领域，涉及一种用于建筑灰水中LAS去除的活性炭复合改性方法。
背景技术
建筑灰水包括盥洗废水、淋浴废水和洗衣废水，其水量占生活污水比重大且污染程度较轻，是一种可回收利用的优质水源，处理后可回用于冲厕等。建筑灰水中除含有常规的污染物以外，主要的典型污染物之一为阴离子表面活性剂，需要进行有效去除。直链烷基苯磺酸钠(LAS)是使用最广泛的阴离子表面活性剂，目前去除LAS的常用方法包括泡沫分离法、混凝沉淀法、吸附法、高级氧化法、膜滤法、生物处理法及组合技术，其中吸附法具有操作简单、成本低、去除效果好等特点，已得到广泛应用。
常见的吸附材料包括活性炭、陶粒、活性氧化铝、沸石和粉煤灰等。活性炭具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能，改变活性炭的理化性质可以有针对性地提高目标污染物的吸附性能。活性炭改性可分为结构改性和表面化学性质改性两类，常用的改性方法有酸碱、氧化、还原、负载、微波和超声等。
针对LAS及活性炭的特性，本发明采用复合改性方法，将活性炭先后浸渍于HNO3、NaCl和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中，同时结合一定功率和频率的超声作用，强化活性炭的改性作用，并将改性活性炭用于建筑灰水中的LAS去除，以及其它常规污染物的协同去除。
发明内容
本发明为一种用于建筑灰水中LAS去除的活性炭复合改性方法，能更高效地去除建筑灰水中的LAS。发明所采用的方案如下：
(1)将活性炭用纯水洗净和烘干后，将活性炭浸渍于第一改性液即浓度为5-15wt％的HNO3溶液中，在常温如25℃恒温、120-200rpm震荡1-3h，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，再用纯水洗净和烘干；
(2)将步骤(1)得到的活性炭浸渍于第二改性液即浓度为5-15wt％的NaCl溶液中，在常温如25℃恒温、120-200rpm震荡1-3h，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，再用纯水洗净和烘干；
(3)将步骤(2)得到的活性炭浸渍于第三改性液即浓度0.5-2g/L的CTAB溶液中，以25℃-45℃、120-200rpm震荡1-4h，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，再用纯水洗净和烘干，即可得到复合改性活性炭。
本发明中每一步的活性炭和对应的改性液的重量体积比范围为1g：5-20mL，超声作用的功率、频率和时间范围分别为45-180W、20-100kHz和0.5-4.0h。
本发明的优点
(1)复合改性活性炭能更好的吸附LAS，吸附速率提高了3倍，吸附平衡时间缩短了75％。
(2)复合改性活性炭仍具有广谱的除污染功能，可更有效地协同去除建筑灰水的LAS和其它常规污染物。
(3)改性过程简单、易于操控、成本低，具有很好的应用前景。
附图说明
图1是未改性活性炭和复合改性活性炭的扫描电镜照片对比图；
图2是未改性活性炭和复合改性活性炭的LAS去除效果对比图；
图3是不同投加量的未改性活性炭和复合改性活性炭的LAS去除效果对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
所用活性炭为煤质柱状活性炭，规格及具体参数：粒径4mm，BET比表面积为32.2108m2/g(t-Plot微孔面积12.9979m2/g、t-Plot外表面积19.2129m2/g)，平均孔径为9.7006nm。将活性炭用纯水洗净和烘干后，以活性炭和改性液的重量体积比为1g：10mL比例浸渍于浓度为10wt％的HNO3溶液中，以25℃恒温、150rpm吸附3h，同时结合180W、40kHz、3h的超声作用，再用纯水洗净和烘干；将HNO3处理后的活性炭和改性液以重量体积比为1g：10mL的比例浸渍于浓度为10wt％的NaCl溶液中，以25℃恒温、150rpm吸附3h，同时结合180W、40kHz、3h的超声作用，再用纯水洗净和烘干；将NaCl处理后的活性炭以重量体积比为1g：10mL的比例浸渍于1g/L的CTAB溶液中，以25℃恒温、150rpm吸附3h，同时结合180W、40kHz、3h的超声作用，再用纯水洗净和烘干，即可得到复合改性活性炭。
未改性活性炭和复合改性活性炭表面结构特征的电子显微镜图如图1所示。将未改性活性炭吸附剂和复合改性活性炭吸附剂分别投加到浓度为10mg/L的LAS溶液中(每100ml溶液对应5g吸附剂)，在25℃恒温、150rpm条件下进行吸附，于10、20、40、60、90、120、180、240、480、720、1080和1440min时测定剩余LAS浓度，LAS去除效果如图2所示。在浓度为10mg/L、体积为100ml的LAS溶液中分别投加各1、3、5、7和9g的未改性活性炭和复合改性活性炭，在25℃恒温、150rpm条件下进行吸附，达到吸附平衡时分别测定剩余LAS浓度，LAS去除效果如图3所示。

Claims (5)

1.一种用于建筑灰水中直链烷基苯磺酸钠去除的活性炭复合改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将活性炭用纯水洗净和烘干后，将活性炭浸渍于第一改性液即浓度为5-15wt%的HNO3溶液中，在常温恒温、120-200rpm震荡1-3h，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，再用纯水洗净和烘干；
（2）将步骤（1）得到的活性炭浸渍于第二改性液即浓度为5-15wt%的NaCl溶液中，在常温恒温、120-200rpm震荡1-3h，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，再用纯水洗净和烘干；
（3）将步骤（2）得到的活性炭浸渍于第三改性液即浓度0.5-2g/L的CTAB溶液中，以25℃-45℃、120-200rpm震荡1-4h，同时结合一定功率、频率和时间的超声作用，再用纯水洗净和烘干，即可得到复合改性活性炭。
2.按照权利要求1所述的一种用于建筑灰水中直链烷基苯磺酸钠去除的活性炭复合改性方法，其特征在于，每一步的活性炭和对应的改性液的重量体积比范围为1g：5-20mL。
3.按照权利要求1所述的一种用于建筑灰水中直链烷基苯磺酸钠去除的活性炭复合改性方法，其特征在于，超声作用的功率、频率和时间范围分别为45-180W、20-100kHz和0.5-4.0h。
4.按照权利要求1-3任一项所述的方法制备得到的活性炭。
5.按照权利要求4所述的活性炭的应用，用于建筑灰水中直链烷基苯磺酸钠去除。
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