本发明专利技术提供了一种水中尿素的去除方法，包括：将改性咖啡渣生物炭、过硫酸盐与含有尿素的水溶液混合，振荡反应，得到处理后的水溶液；所述改性咖啡渣生物炭按照以下方法制备：将咖啡渣在限氧条件下进行第一次高温煅烧，研磨后，得到咖啡渣生物炭；将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧，得到改性咖啡渣生物炭。与现有技术相比，本发明专利技术通过利用咖啡渣制备生物炭材料，并通过简单的改性得到改性生物炭材料，利用其活化过硫酸盐催化去除再生水中的微量尿素，保证超纯水制备系统稳定运行，供水TOC达标，同时为资源化利用提供基础。同时为资源化利用提供基础。同时为资源化利用提供基础。
【技术实现步骤摘要】
一种咖啡渣生物炭及水中尿素的去除方法
[0001]本专利技术属于水处理
，尤其涉及一种咖啡渣生物炭及水中尿素的去除方法。
技术介绍
[0002]半导体工业是一个高耗水的行业，尤其在水资源有限的情形下，限水、缺水对半导体生产企业的营运产生巨大压力。目前，越来越多的超纯水系统采用再生水作为水源，用再生水代替部分市政用水是大趋势，也是半导体行业不可避免的课题。
[0003]但同自来水相比，再生水中有机物含量往往偏高，像一类的小分子有机物难以通过传统的超纯水制备系统去除，会造成终端供水TOC超标。因此需要寻找有效方法去除再生水中的尿素，以实现对水资源有效利用的同时，保证半导体行业的终端供水水质。
[0004]目前，传统的超纯水系统中，常用于有机物去除的工艺有活性炭吸附、反渗透、UV等。但是，活性炭吸附只能去除一些较大的非极性分子，而一些水溶性高的极性小分子（如：异丙醇、尿素等）则不能被有效地被吸附。由于尿素是一种不带电荷的小分子，既不能通过尺寸排斥被去除，也不能通过电荷排斥被去除，因此通过反渗透工艺也很难去除水中的尿素。另外，尿素对UV辐射的吸收能力较弱，单独依靠UV辐射无法破坏尿素中的N键，所以通过UV也很难去除水中的尿素。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种咖啡渣生物炭及水中尿素的去除方法，该处理方法可除去水中的微量尿素。
[0006]本专利技术提供了一种水中尿素的去除方法，包括：将改性咖啡渣生物炭、过硫酸盐与含有尿素的水溶液混合，振荡反应，得到处理后的水溶液；所述改性咖啡渣生物炭按照以下方法制备：将咖啡渣在限氧条件下进行第一次高温煅烧，研磨后，得到咖啡渣生物炭；将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧，得到改性咖啡渣生物炭。
[0007]优选的，所述咖啡渣真空干燥后用铝箔包裹；所述真空干燥的温度为100℃~110℃；所述真空干燥的时间为20~30 h；所述研磨至粒径小于等于80目。
[0008]优选的，所述限氧条件通过金属箔包裹提供；所述第一次高温煅烧的温度为800℃~1000℃；所述第一次高温煅烧的时间为1~3 h；所述第一次高温煅烧的升温速率为1~10℃/min。
[0009]优选的，所述第一次高温煅烧的温度为900℃；所述第一次高温煅烧的时间为2 h；所述第一次高温煅烧的升温速率为5℃/min。
[0010]优选的，所述第二次高温煅烧的温度为500℃~600℃；所述第二次高温煅烧的时间为2~6 h；所述第二次高温煅烧的升温速率为1~5℃/min。
[0011]优选的，所述第二次高温煅烧的温度为550℃；所述第二次高温煅烧的时间为4 h；所述第二次高温煅烧的升温速率为2℃/min。
[0012]优选的，所述含有尿素的水溶液为再生水；所述过硫酸盐选自过硫酸钠和/或过硫酸钾；所述改性咖啡渣生物炭与过硫酸盐的质量比为（0.05~0.8）：（0.5~6）。
[0013]优选的，所述改性咖啡渣生物炭与含有尿素的水溶液的比例为（0.05~0.8）g：1 L；所述过硫酸盐与含有尿素的水溶液的比例为（0.5~6）g：1 L。
[0014]优选的，所述改性咖啡渣生物炭与含有尿素的水溶液的比例为0.4 g：1 L；所述过硫酸盐与含有尿素的水溶液的比例为2 g：1 L。
[0015]本专利技术还提供了一种改性咖啡渣生物炭的制备方法，包括：将咖啡渣在限氧条件下进行第一次高温煅烧，研磨后，得到咖啡渣生物炭；将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧，得到改性咖啡渣生物炭。
[0016]本专利技术提供了一种水中尿素的去除方法，包括：将改性咖啡渣生物炭、过硫酸盐与含有尿素的水溶液混合，振荡反应，得到处理后的水溶液；所述改性咖啡渣生物炭按照以下方法制备：将咖啡渣在限氧条件下进行第一次高温煅烧，研磨后，得到咖啡渣生物炭；将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧，得到改性咖啡渣生物炭。与现有技术相比，本专利技术通过利用咖啡渣制备生物炭材料，并通过简单的改性得到改性生物炭材料，利用其活化过硫酸盐催化去除再生水中的微量尿素，保证超纯水制备系统稳定运行，供水TOC达标，同时为资源化利用提供基础。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例1中过硫酸盐投加量对尿素去除效果影响的柱形图；图2为本专利技术实施例2中改性咖啡渣生物炭投加量对尿素去除效果影响的柱形图；图3为本专利技术实施例3中初始pH值对尿素去除效果影响的柱形图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提供了一种改性咖啡渣生物炭的制备方法，包括：将咖啡渣在限氧条件下进行第一次高温煅烧，研磨后，得到咖啡渣生物炭；将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧，得到改性咖啡渣生物炭。
[0020]其中，本专利技术对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
[0021]所述咖啡渣为采用咖啡豆制备咖啡饮品剩余的残渣，其烘干后即得本专利技术的原料；在本专利技术中优选将咖啡渣先进行真空干燥；所述真空干燥的温度优选为100℃~110℃，更优选为105℃；所述真空干燥的时间优选为20~30 h，更优选为22~26 h，再优选为24 h。
[0022]真空干燥后在限氧条件下进行第一次高温煅烧；所述限氧条件优选通过金属箔包裹提供；所述金属箔需保证在高温煅烧的条件下不融化，在本专利技术中优选为铝箔；所述第一次高温煅烧的温度优选为800℃~1000℃，更优选为850℃~950℃，再优选为900℃；所述第一
次高温煅烧的时间也即保温时间优选为1~3 h，更优选为1.5~2.5 h，再优选为2 h；所述第一次高温煅烧的升温速率优选为1~10℃/min，更优选为3~8℃/min，再优选为5~8℃/min，最优选为5℃/min。
[0023]第一次高温煅烧结束后优选自然冷却，研磨，得到咖啡渣生物炭；所述研磨优选至粒径小于等于80目。
[0024]将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧；所述第二次高温煅烧的温度优选为500℃~600℃，更优选为550℃；所述第二次高温煅烧的时间也即保温时间优选为2~6 h，更优选为3~5 h，再优选为4 h；所述第二次高温煅烧的升温速率优选为1~5℃/min，更优选为2~4℃/min，再优选为2~3℃/min，最优选为3℃/min。
[0025]第二次高温煅烧后，优选自然冷却，即可得到改性咖啡渣生物炭。
[0026]本专利技术采用来源广泛的咖啡渣为原料，原料易得，来源广泛，减轻了废弃咖啡渣的处理压力，且制备方法简单，变废为宝，实现了资源化利用，实现了低成本高收益。
[0027]本专利技术还提供了一种上述改性咖啡渣生物炭在水处理中的应用；所述水处理优选为水中尿素的处理。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水中尿素的去除方法，其特征在于，包括：将改性咖啡渣生物炭、过硫酸盐与含有尿素的水溶液混合，振荡反应，得到处理后的水溶液；所述改性咖啡渣生物炭按照以下方法制备：将咖啡渣在限氧条件下进行第一次高温煅烧，研磨后，得到咖啡渣生物炭；将所述咖啡渣生物炭进行第二次高温煅烧，得到改性咖啡渣生物炭。2.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述咖啡渣真空干燥后用铝箔包裹；所述真空干燥的温度为100℃~110℃；所述真空干燥的时间为20~30 h；所述研磨至粒径小于等于80目。3.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述限氧条件通过金属箔包裹提供；所述第一次高温煅烧的温度为800℃~1000℃；所述第一次高温煅烧的时间为1~3 h；所述第一次高温煅烧的升温速率为1~10℃/min。4.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述第一次高温煅烧的温度为900℃；所述第一次高温煅烧的时间为2 h；所述第一次高温煅烧的升温速率为5℃/min。5.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述第二次高温煅烧的温度为500℃~600℃；所述第二次高温煅烧的时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建清，王晓，张新波，
申请(专利权)人：高频美特利环境科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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