本发明专利技术公开了一种竹基大孔生物活性炭及其制备方法。该方法包括：将竹子和粘接剂混合压块、炭化后，通入活化剂进行活化反应，得到所述竹基大孔生物活性炭。上述方法中，所述活化剂选自水蒸气、二氧化碳、氧气和空气中的至少一种；所述粘接剂选自煤焦油、煤沥青、木焦油、酚醛树脂、糠醛树脂和纸浆废液中的至少一种或不加粘结剂。所述粘接剂的用量为竹子质量的0-35%；视活性炭产品的要求而增减。所述活化剂的用量为0.1kg-1kg/h。所述炭化步骤中，温度为450-600℃；时间为0.5-2.5小时。该生物活性炭兼具吸附功能和易于再生的有益效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
生物活性炭（BAC)技术已在我国的给水深度处理过程中获得了广泛的应用并取得 良好效果：依靠生物和活性炭的协同作用延长了活性炭的寿命 ，降低了治水成本，为贯 彻执行GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》提供了强有力的技术支持，从而为以生物活性 炭为中心的深度处理技术的推广铺平了道路。然而，生物活性炭（BAC)存在一个技术瓶颈： 当水温低于11°C时，其处理效果便下降。我国幅员辽阔，水温彡11°C的地区相当大。如 果此问题不解决，无疑会使这一技术在我国北方的推广受到限制。 生物活性炭（BAC)遇低温处理效果下降的主要原因是：目前BAC所用的活性炭都 是基于吸附功能而开发的，其孔隙结构以微孔为主，无大孔(直径> 〇. 1 μ m)，故微生物只能 附着在活性炭的外表面上，从而导致外界水温对其影响较大。另外，生物活性炭的处理效果 不仅取决于活性炭的性能(吸附量）还取决于活性炭上载持的微生物的量，特别是使用后期 (通常为半年以后)，当生物作用成为主导时，更是如此。要提高生物载持量就必须提高能载 持微生物的表面积，研究表明，活性炭的外表面积极其有限，其量纲单位为cm 2/cm3,而大孔 提供的比表面积可达mVcm3的程度。为了解决生物活性炭（BAC)怕低温的技术瓶颈并提供 更多的供微生物附着的表面，本课题组开发出了生物活性炭（BAC)用活性炭一大孔生物活 性炭，其最大孔径达几十至几百微米，从而为微生物出入活性炭孔隙并繁衍提供了"宜居" 条件：降低外界温度对微生物活性的影响、提高单位活性炭上微生物的载持量，这将有利于 解决我国生物活性炭在低温下（<11°C)效果降低的技术难题。 日本的有关研究说明：这种进入大孔的微生物可在低温下（1°C、3. 6°C)具有常温 下（19. 6°C )的处理效果，其中试实验在日本的北海道(相应于我国的黑龙江省）大学进行， 时间为期两年（1994年10月31日至1996年11月1日），结果表明：在水温TC的条件下， 采用PICABI0L活性炭可使NH 3-N几乎完全被氧化。PICA是一家活性炭制造商，PICABI0L 是其饮用水净化用活性炭的注册商标。 这种能进入活性炭大孔的细菌尺寸有多大，最早是由法国的K. GAIDm提出的，其 平均尺寸为1~2μπιΧ0. 5μπι。很显然这些细菌是无法进入活性炭的微孔和中孔的，而且 也不能进入活性炭的所有大孔。只有那些微生物能够进入的孔隙(亦或能接近的表面)才是 有效的。因此找出这个临界值，并生产出这种有效孔隙占主要构成的产品（生物活性炭用活 性炭）才能使生物活性炭这项技术更趋完善。 参考文献 ffang, B. Z. Yin, J. et al. , A Preliminary Study on Efficiency and Mechanism of THMs Removal in Ozonation and BAC Processes. Ozone Science&. Engineering. 2010, 6 (4):261. 刘建广，张春阳，查人光等.饮用水深度处理工艺活性炭运行周期探讨.给 水排水，2011，37 (5) :35 ~40 周云罗，启达，王占生，余清.臭氧一生物活性碳工艺及其生物作用研究. 上海水务,2003,19 (4) :5-8. 笠原伸介.用于臭氧生物炭处理的木质及煤质颗粒活性炭.水道协会杂志 (日），1997, 66(12) :20-29. www. picacarbon. com. Email:contact-Picaiveoliawater. com 黄振兴.活性炭技术基础·北京：兵器工业出版社，2006. Κ. GAID.在活性炭上进行生物净化的机理.水研究 (法），1982, 16(1) :7-17.
技术实现思路
为了解决生物活性炭（BAC)怕低温的技术瓶颈并提供更多适合微生物生长繁衍、 供微生物附着的表面，解决我国生物活性炭在低温下（<ll°c)效果降低的技术难题，本专利技术 提供一种。 本专利技术提供的制备竹基大孔生物活性炭的方法，包括如下步骤： 其中，方法一包括如下步骤： 将竹子碎屑和粘接剂混合压块，炭化后，通入活化剂进行活化反应，得到所述竹基 大孔生物活性炭； 方法二包括如下步骤： 将竹子碎屑压块，炭化后，通入活化剂进行活化反应，得到所述竹基大孔生物活性 炭。 上述方法中，所述活化剂均选自水蒸气、二氧化碳、氧气和空气中的至少一种； 所述粘接剂选自煤焦油、煤浙青、木焦油、酚醛树脂、糠醛树脂和纸浆废液中的至 少一种。 所述方法一中，粘接剂的用量为竹子质量的0-35%，具体为25%、33%或25-33%，所 述粘接剂的用量不为〇 ; 所述方法一和二中，活化剂的用量均为0. lkg/h-lkg/h，具体为0. 4kg/h、0. 6kg/ h、lkg/h、0. 4-0. 6kg/h或0. 6-lkg/h。视活性炭产品的要求而增减。 所述炭化步骤中，温度均为450-600°C，具体为500°C、550°C、500-550°C ;时间均为 0. 5-2. 5小时，具体为1. 5小时、1. 8小时或1. 5-1. 8小时；炭化过程实质是开环物质热聚合 成稠环并形成孔隙雏形的过程。 所述活化步骤中，温度均为700-1000°C，具体为800°C、850°C、800-85(rC ;时间均 为1-3. 5小时，具体为2小时、3小时、2-3小时。活化过程则是高温下依靠气体的氧化能力， 清除孔隙中游离炭使孔隙成形的过程。 按照上述方法制备得到的竹基大孔生物活性炭，也属于本专利技术的保护范围。 其中，所述竹基大孔生物活性炭的孔径为0. 3nm_400 μ m ; 孔径大于500,4的孔的孔容积占所述竹基大孔生物活性炭中所有孔的孔容积的 比例为30-70%，具体为61. 6%。 上述本专利技术提供的竹基大孔生物活性炭在水处理中的应用，也属于本专利技术的保护 范围。 其中，所述水为给水。所述水处理为除去水中的有机污染物。 本专利技术既可以提供圆柱状活性炭，又可以提供破碎炭及粉末活性炭。 由于采用了本专利技术所提供的技术方案，由于本专利技术的工作原理及工作过程所述， 使得本专利技术与已有的公知技术相比，从而获得了如下有益效果： 1、由于本专利技术所用原材料为可再生能源，从而获得了节约资源、可持续发展的有 益效果。 2、由于本专利技术包含微孔、中孔及大孔结构，从而获得了使微生物代谢产物再次被 活性炭吸附的有益效果。 3、由于本专利技术包含中孔及大孔结构，从而获得了使活性炭具有更多输送通道的有 益效果。 4、由于本专利技术包含大孔结构，从而获得了较活性炭外表面更大的比表面积的有益 效果。 5、由于本专利技术包含微米级大孔结构，从而获得了使微生物进入活性炭内表面及降 低外界温度影响的有益效果。 6、由于本专利技术的4、5条所述，从而获得了更高生物载持量的有益效果。 7、由于本专利技术包含微孔及中孔结构，从而获得了使生物活性炭兼具吸附功能的有 益效果。 8、由于本专利技术的孔隙较大，从而获得了饱和活性炭易于再生的有益效果。 9、由于本专利技术的以上各条所述，从而获得了"利用生物活性炭孔隙结构选择生物 活性炭用活性炭"新思路的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备竹基大孔生物活性炭的方法，为方法一或二；其中，方法一包括如下步骤：将竹子碎屑和粘接剂混合压块，炭化后，通入活化剂进行活化反应，得到所述竹基大孔生物活性炭；方法二包括如下步骤：将竹子碎屑压块，炭化后，通入活化剂进行活化反应，得到所述竹基大孔生物活性炭。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文君，蒋仁甫，董丽华，王占生，
申请(专利权)人：清华大学，泰兴一心活性炭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。