去除饮用水中硝基苯的方法技术

本发明专利技术公开了一种去除饮用水中硝基苯的方法，其工艺如下：预处理：将自来水或水源水进行过滤，去除水中悬浮物；吸附自来水或水源水中微量硝基苯：在温度为０～４５℃和流速为２０～３００ＢＶ／ｈ的条件下，将自来水或水源水流经装填有活性炭纤维的吸附柱，微量硝基苯吸附在活性炭纤维上，吸附出水；热脱附：在热脱附期间以１～２０ＢＶ／ｍｉｎ的速度通空气，先由室温以０．５～１０℃／ｍｉｎ的升温速度升至１０５℃，保温１０～１５０ｍｉｎ，再以０．５～１０℃／ｍｉｎ的升温速度升至１８０～４５０℃，保温１０～１５０ｍｉｎ，冷至室温。其显著特点是含微量硝基苯的饮用水经本发明专利技术处理后，硝基苯去除率均接近１００％；采用热脱附实现活性炭纤维的再生，进行下一批次的吸附。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及饮用水深度净化领域，特别涉及采用活性炭类吸附剂净化方法。
技术介绍
近年来有机化合物对水体的污染日趋严重，目前各种水体中已监测出的 2200多种有机物中，有117种被认定或被怀疑为致癌物。有毒有机污染物虽然 大多数在水中含量甚微，但对人类的危害却很大。硝基苯是一种重要的有机化工 原料，用来生产苯胺、苯胺染料、炸药、杀虫剂和药品。工业上还在生产油漆和 鞋、地板等上光剂中用硝基苯作为溶剂。由于硝基苯的广泛使用，在我国的松花 江、黄河、淮河、长江等均检出硝基苯。硝基苯是一种有毒的、疑似致癌化合物， 能导致人和动物的神经错乱、贫血、肝病和癌症。很显然，为了人们的健康，硝 基苯在水体中的污染是不能忽视的问题。对于饮用水中微量硝基苯的去除，目前研究较少。环境科学，2002, 23(5): 67-71中的文章《03氾202氧化工艺去除水中硝基苯的研究》作者马军、石枫华 和环境科学，2005， 26 (2): 78-82中的文章《水中羟基氧化4失催化臭氧分解和 氧化痕量硝基苯的机理探讨》作者马军、张涛、陈忠林、隋铭皓、李学艳中披露 了采用03氾202氧化、羟基氧化铁催化臭氧分解，但 氧化技术存在需要消耗氧化剂、操作比较复杂、可能氧化不彻底形成有毒的中间 产物等问题。在现有的这些方法中，吸附法的工艺流程和操作较简单，去除效率也比较高。 常用的吸附材料有活性炭、硅胶、活性氧化铝等。中国给水排水,2006,22(13): l-5 中的文章《受硝基苯污染+》花江原水的应急处理工艺研究》作者陈忠林、马军等 披露了采用粉末活性炭吸附协同高锰酸盐复合药剂(PPC)强化复合铝铁(PAF)混 凝工艺去除微量硝基苯。但由于采用粉末活性炭，后续的处理和分离比较麻烦， 使处理工艺比较复杂，而且粉末活性炭往往在低浓度时吸附能力大大降低。
技术实现思路
本专利技术针对现有的粉末活性炭处理工艺复杂、粉末活性炭吸附速度较慢和不 容易脱附等缺点，提出一种吸附、脱附速度快，贿基苯去除率高的去除饮用水中 硝基笨的方法。本专利技术的技术方案为 一种，包括如下步骤A) 预处理过滤去除水中的悬浮物；B) 吸附水中微量硝基苯在温度为0 ~ 45 。C和流速为20 ~ 300 BV/h条件下， 将经过预处理的水流经装填有活性炭纤维的吸附柱，得到净化饮用水，其中BV 表示活性炭纤维吸附填充床体积；C) 热脱附在热脱附期间以1 ~20BV/min的速度通空气，先由室温以0.5 ~ 10 。C/min的升温速度升至105 。C，保温10 ~ 150 min;再以0.5 ~ 10 。C/min升温 速度升至180 ~ 450 。C，保温10 ~ 150 min，冷至室温。所述的，其中步骤A中所述的预处理，采用聚 丙烯棉进行过滤去除水中的悬浮物。步骤B中活性炭纤维对水中微量硝基苯的 吸附量为2000 - 30000吗硝基苯/g。步骤B中水的温度为5 ~ 35 。C，流速为40 ~ 180 BV/h。步骤C所述的通空气气量为2 ~ 15 BV/min,先由室温以1 ~ 8 。C/min 的升温速度升至105 。C，保温15 ~ 120 min;再以1 ~ 8 。C/min的升温速度升至 200 ~400 。C,保温15-120 min。所用的活性炭纤维的型号选用ST-800、 ST-1000、 ST-1300、 ST隨1500、 A10或A12中任一种。本专利技术的有益效果为1.操作简便，因为采用的是活性炭纤維，后续处理 简单，不需要象粉末活性炭经过后续的分离和炭渣的处理。2. 樣支量硝基苯的去除率接近100%，由于使用了活性炭纤维作为吸附剂，而 活性炭纤维具有发达的微孔结构和巨大的比表面积，具有优良的吸附性能，特别 是对低浓度的吸附能力特别优良，即使对痕量级吸附质仍保持很高的吸附率，经 过本专利技术的方法处理的水中硝基苯的吸附率可以达到99%以上。3. 经热脱附后，吸附剂可再生使用。4. 减小吸附剂的用量和吸附塔的体积。本专利技术由于采用的活性炭纤维作为 吸附剂，活性炭纤维的吸附容量比颗粒活性炭大，而且活性炭纤維的吸附和脱附速度比颗粒活性炭快几倍到几十倍，这样也就在达到相同效果、处理相同多水量 的情况下，使用本专利技术可以大大减小吸附剂的用量，减小了吸附塔的体积。具体实施例方式本专利技术采用的吸附剂是江苏苏通碳纤维有限公司生产的型号为ST-800、 ST-1000、 ST-1300、 ST-1500的活性炭纤维和沈阳市明宇净化设备有限公司生产 的型号为A10、 A12的活性炭纤维。实施例1:将含500 pg/L硝基苯的自来水先通过聚丙蜂棉过滤掉悬浮物后得到清澈的 自来水。把2.0 g型号为ST-800的活性炭纤维填充入吸附柱中(0 15x卯mm )， 活性炭纤维装填体积为12.5 cm3。将含500 ng/L硝基苯的自来水在室温下，以1 L/h流速流过活性炭纤维填充床层，自来水处理量为89 L,出水硝基苯的浓度为 1.5pg/L，硝基苯的去除率为99.7%。在热脱附期间以50mL/min的速度通空气， 先在室温以3 。C/min的升温速度升至105 。C,保温30 min;再以3 °C/min的升 温速度升至300。C,保温30min,冷至室温，活性炭纤维的脱附率为99.8%。实施例2:将实施例1中的吸附剂活性炭纤维改为型号为ST-IOOO、 ST-1300、 ST-1500、 A10和A12,其他处理方式同实施例l。其结果除了每批自来水处理量有所变化 外，其他如吸附效果、脱附率基本保持不变。实施例3:将实施例1中自来水中硝基苯的浓度变为100^g/L，其它处理方式同实施例 1，自来氷的处理量大大增加，达280L,出水硝基苯浓度为0.7ng/L,硝基苯的 去除率为99.3%;脱附率基本保持不变。实施例4:将含500 pg/L硝基苯的自来水先通过聚丙烯棉过滤后得到清澈的自来水。把 108g型号为ST-800的活性炭纤维填充入吸附柱中(055x330 mm)，活性炭纤维 装填体积为675cm3。将含500 pg/L硝基苯的自来水在室温下，以54 L/h流速流过活性炭纤维填充床层，自来水处理量为4806 L,出水硝基苯浓度为2.0 pg/L, 硝基苯的去除率为99.6%。在热脱附期间以2700mL/min的速度通空气，先由室 温以3 。C/min的升温速度升至105 。C,保温30 min;再以3 。C/min的升温速度 升至300。C,保温30min,冷至室温，活性炭纤维的脱附效率为99.7%。实施例5:将含500昭/L硝基苯的水源水先通过聚丙烯棉过滤后得到清澈的水源水。把 2.0 g型号为ST-800的活性炭纤维填充入吸附柱中(0 15x75 mm )，活性炭纤维 装填体积为12.5 cm3。将含500ng/L硝基苯的水源水在室温下，以1 L/h流速流 过活性炭纤维填充床层，水源水处理量为75L,出水硝基苯浓度为2.5ng/L,硝 基苯的去除率为99.5%。在热脱附期间以50mL/min的速度通空气，先在室温以 3 °C/min的升温速度升至105 °C，保温30 min;再以3 °C/min的升温速度升至 300°C，保温30min，冷至室温，活性炭纤维的脱附率为99.6%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除饮用水中硝基苯的方法，其特征在于包括如下步骤：Ａ）预处理：过滤去除水中的悬浮物；Ｂ）吸附水中微量硝基苯：在温度为０～４５℃和流速为２０～３００ＢＶ／ｈ的条件下，将经过预处理的水流经装填有活性炭纤维的吸附柱，得到净化饮用水；Ｃ）热脱附：在热脱附期间以１～２０ＢＶ／ｍｉｎ的速度通空气，先由室温以０．５～１０℃／ｍｉｎ的升温速度升至１０５℃，保温１０～１５０ｍｉｎ；再以０．５～１０℃／ｍｉｎ升温速度升至１８０～４５０℃，保温１０～１５０ｍｉｎ，冷至室温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐登勇，郑有飞，郭照冰，何都良，王让会，杨竹萍，朱虹，马晶晶，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]