一种煤基活性炭脱除废水中多环芳烃菲的方法技术

本发明专利技术公开了一种煤基活性炭脱除废水中多环芳烃菲的方法。本发明专利技术将一定量初始浓度100-900mg/L、初始pH3-11的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25-35℃、转速30-90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入比表面积568.99-1770.49m2/g，孔容0.32-0.99cm3/g，孔径的煤基活性炭2.5-12.5g/L，脱除2-100min后，迅速取出并抽滤，脱除率高达99.67％，脱除量高达123.45mg/g。煤基活性炭是以新疆无烟煤为原料进行微波炭化和活化一步法制备的产品，其特征是在于该煤基活性炭对菲的脱除过程中，具有煤基活性炭用量少、脱除时间短、脱除容量大、脱除效果显著的脱除技术优势，在实际工作中为控制多环芳烃对环境造成的污染提供科学的依据，具有良好的环境效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。本专利技术将一定量初始浓度100-900mg/L、初始pH3-11的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25-35℃、转速30-90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入比表面积568.99-1770.49m2/g，孔容0.32-0.99cm3/g，孔径的煤基活性炭2.5-12.5g/L，脱除2-100min后，迅速取出并抽滤，脱除率高达99.67％，脱除量高达123.45mg/g。煤基活性炭是以新疆无烟煤为原料进行微波炭化和活化一步法制备的产品，其特征是在于该煤基活性炭对菲的脱除过程中，具有煤基活性炭用量少、脱除时间短、脱除容量大、脱除效果显著的脱除技术优势，在实际工作中为控制多环芳烃对环境造成的污染提供科学的依据，具有良好的环境效益和社会效益。【专利说明】
本专利技术涉及，特别涉及一种可以提供煤基活性炭用量少、脱除时间短、脱除容量大、脱除效果显著的菲脱除条件的方法。
技术介绍
多环芳烃是一类具有苯环结构的化合物，大多是由于石油、煤等化石燃料以及木材、天然气、汽油、重油、有机高分子化合物、纸张、作物秸杆、烟草等含碳氢化合物的物质经不完全燃烧或在还原性气氛中经热分解而生成的，属于持久性有机污染物。多环芳烃具有高脂溶性及生物富集性，对自然生物及人类身体健康危害极大，菲作为典型的多环芳烃，若与其长期接触，会引起乏力、睡眠不佳、食欲减退、血沉增速等病症。在焦化煤气、有机化工、石油工业、炼钢炼铁等工业所排放的废弃物中有相当多的多环芳烃；飞机、汽车等机动车辆所排放的废气中也含有相当数量的多环芳烃；垃圾深填埋处理过程中，会产生大量垃圾渗透液，经水浸泡后，产生含有大量多环芳烃的高深度有机废水；垃圾焚烧中，每小时处理90吨的垃圾焚烧炉每天排放的致癌性的多环芳烃总量达20多千克，菲作为常见的多环芳烃在其中占有很大的比重；在煤炉排放的废气中，菲浓度可达lOOOLg/m3;吸烟所引起的居室环境的污染，也已引起国内外人们的关注，最近有报道，人们已鉴定出150种以上的多环芳烃存在于香烟的焦油中，在雪茄烟的主要气流中菲的含量为8Lg/ 支-122Lg/ 支。利用传统的物理化学方法很难有效的脱除多环芳烃，如混凝、絮凝、沉降、过滤、臭氧氧化等。目前吸附处理对于脱除溶液中的有机污染物是一种简单有效的方法。在脱除环境中多环芳烃的研究中，挪威的Patryk Oleszczuk等人利用生物质活性炭脱除污泥污水中的多环芳经。新力口坡的 Jie Bu 等人利用商业活性炭脱除多环芳烃。煤基活性炭是具有很高比表面积的多孔材料，可以被广泛的应用于气相、液相的分离/纯化，脱除有毒物质，催化剂和催化剂载体等领域，然而采用微波法制备的煤基活性炭脱除菲的研究鲜见报道。近年来随着工业生产的发展，以煤为原料加工制成的具有独特的孔隙结构和优良的脱除性能的煤基活性炭，在环境保护领域发挥着越来越重要的作用，新疆煤炭资源储量丰富，品种齐全，煤质优良是未来煤基活性炭生产的理想基地之一，具有良好的发展前景。鉴于此，本专利技术利用新疆丰富的煤炭资源，选取新疆无烟煤为原料，利用微波加热法制备高脱除性能的煤基活性炭，并利用其脱除废水中的菲，通过对脱除条件进行考察，可以提供节能高效，使脱除效果显著的脱除条件，是一种具有良好的经济效益和应用前景的脱除方法，在实际工作中为控制多环芳烃对环境造成的污染提供科学的依据，并具有显著 的技术优势和较强创新性的知识产权。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法将采用微波辐射法以新疆无烟煤为碳源制备获得的煤基活性炭投入菲溶液中，脱除菲。煤基活性炭对菲的脱除中，表现出节能高效，脱除效果显著等优点，具有良好的环境效益和社会效益。实现本专利技术目的采用以下技术方案:将一定量菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于水浴恒温振荡器中预热，随后加入采用微波辐射法、以新疆无烟煤为碳源进行炭化和活化一步法制备获得的煤基活性炭进行脱除，脱除完成后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。该方法包括如下步骤:1.煤基活性炭制备的具体步骤如下:(I)煤样预处理:将煤样进行粉碎，研磨，过100目筛子，制成粉末；用蒸馏水清洗脱除煤焦油等杂质；然后将样品置于110°C烘箱中干燥4h，即得煤样预处理产品。(2)微波法制备:将步骤(I)中得到的煤样预处理产品与活化剂KOH按照1: 1-1: 3的比例混合均匀，置于石英管中并安装在微波反应器上，在N2保护，微波时间4-12min，微波功率700W下进行微波辐射，反应结束冷却后取出微波制备样品。(3)酸碱处理:将步骤(2)中得到的微波制备样品进行酸处理，再用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，置于110°C烘箱中干燥4h，即得煤基活性炭。2.煤基活性炭脱除菲脱除条件确定的具体步骤:(I)脱除温度和脱除时间准确量取40mL初始浓度500mg/L，初始pH为7的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25-35°C，转速为90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入步骤I中制备的煤基活性炭2.5g/L，脱除2-100min后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。(2)煤基活性炭用量准确量取40mL初始浓度500mg/L，初始pH为7的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25°C，转速为90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入步骤I中制备的煤基活性炭2.5-12.5g/L，脱除20min后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。(3)菲溶液初始浓度准确量取40mL初始浓度100_900mg/L，初始pH为7的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25°C，转速为90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入步骤I中制备的煤基活性炭7.5g/L，脱除20min后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。(4)菲溶液初始pH准确量取40mL初始浓度500mg/L，初始pH为3_11的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25°C，转速为90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入步骤I中制备的煤基活性炭7.5g/L，脱除20min后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。(5)水浴恒温振荡器转速准确量取40mL初始浓度500mg/L，初始pH为7的菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于温度25°C，转速为30-90rpm的水浴恒温振荡器中预热5min，随后加入步骤I中制备的煤基活性炭7.5g/L，脱除20min后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。所得的煤基活性炭的比表面积568.99-1770.49m2/g，孔容0.32-0.99cm3/g,孔径28.2-29.82人；随着脱除温度的升高，脱除率和脱除量降低；随着煤基活性炭用量的增力口，脱除率升高，脱除量降低；随着菲溶液初始浓度的增加，脱除率降低，脱除量增大；菲溶液初始PH和水浴恒温振荡器转速对脱除率和脱除量影响较小。本专利技术的优点为:1.本专利技术所用的煤基活性炭，是以新疆煤炭资源丰富、煤质特性优良的煤炭为原料。采用的微波法制备，实现炭化和活化同步工艺，即缩短了制备时间，又节省了能源，从而降低制备煤基活性炭的成本，是一种经济高效的制备方法，对煤基活性炭产品的广阔应用提供优势基础。2.本专利技术在煤基活性炭对菲的脱除中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤基活性炭脱除废水中多环芳烃菲的方法，其特征在于：将一定量菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于水浴恒温振荡器中预热，随后加入采用微波辐射法、以新疆无烟煤为碳源进行炭化和活化一步法制备获得的煤基活性炭进行脱除，脱除完成后，迅速取出并抽滤，检测剩余浓度，计算脱除率和脱除量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武占省，肖学敏，闫豫君，童延斌，孙萍，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65