一种活性炭吸附剂及其制备方法技术

本申请涉及污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种活性炭吸附剂及其制备方法。一种活性炭吸附剂，由如下重量百分比的组分组成：15

【技术实现步骤摘要】
一种活性炭吸附剂及其制备方法


[0001]本申请涉及污水处理
，更具体地说，它涉及一种活性炭吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化的飞速发展，水污染日益严重，水中所含污染物的种类和成分也愈发复杂多样，常规的二级处理方法已不能满足其要求，因此多采用吸附法进行污水处理，吸附法由于其高效、经济、低能耗和处理过程简单等优点，逐渐成为废水处理领域中较为普遍的应用技术。
[0003]相关技术中吸附剂的主要成分为粉末活性炭，其来源广泛，清洁污染低，可有效的去除水中有机物等，具有较优的普及性，现阶段投放活性炭方式主要分为两种：干法投加和湿法投加，其中以污染小、无粉末活性炭扬尘现象的湿法投加为例，是指将将粉末活性炭在配液池中制成浆料，以浆料的形式进行投加的方法。
[0004]上述湿法投加的方式虽显著改善了投加过程中粉末活性炭扬尘的现象，不易造成粉尘污染，但是湿法投加的浆料中，其活性炭存有易沉降、易板结，继而堵塞处理管道，严重影响吸附效果的问题。因此，迫切需要研发一种即能改善粉末活性炭扬尘现象同时，又能保证粉末活性炭吸附效果的吸附剂。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种活性炭吸附剂及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种活性炭吸附剂，采用如下的技术方案：一种活性炭吸附剂，由如下重量百分比的组分组成：15
‑
35％的含水活性炭、0.5
‑
1.5％的亲水性多孔载体、0.05
‑
0.15％的营养剂和余量的去离子水，所述亲水性多孔载体由聚氨酯经氟碳化合物改性制得。
[0007]通过采用上述技术方案，由聚氨酯经氟碳化合物改性制得的亲水性多孔载体，其与含水活性炭复配后，除能发挥本身的吸附作用外还可作为微生物载体，继而构成生物膜法和活性污泥法相结合的净化系统。
[0008]此外氟碳化合物改性后的聚氨酯具有更优的氧气吸附性能，能为吸附的微生物提供充足的氧气，与营养剂联用时，可充分保障微生物的生存环境，继而通过三者复配，赋予了活性炭吸附剂较优的污水处理性能，且制得的活性炭吸附剂稳定性更优，其活性炭组分不易发生沉降、板结，保障了活性炭吸附剂的吸附效果。
[0009]优选的，所述亲水性多孔载体的制备原料中，聚氨酯和氟碳化合物按重量比计为1：(0.18
‑
0.30)；所述氟碳化合物为全氟正丁基呋喃、全氟三丁胺、全氟三丙胺中的一种或多种。
[0010]通过采用上述技术方案，上述组分及配比的氟碳化合物，其与聚氨酯结合改性后，可赋予亲水性多孔载体较优的氧气吸附性能和生物负载性能，继而亲水性多孔载体与含水
活性炭复配后，即可通过生物膜法和活性污泥法的结合联用，显著增加活性炭吸附剂的污水处理效果。
[0011]优选的，所述氟碳化合物由全氟正丁基呋喃和全氟三丙胺按重量比1：(1
‑
1.5)组成。
[0012]通过采用上述技术方案，由上述组分及配比氟碳化合物制得的亲水性多孔载体，其氧气吸附性能和生物负载量较优，继而与含水活性炭复配使用，具有较优的污水处理效果。
[0013]优选的，所述亲水性多孔载体的制备方法如下：I、先将聚氨酯加热熔融，再向聚氨酯溶胶中加入聚乙二醇，通氧条件下，搅拌混合,制得预混料；II、持续通入氧气，待预混料冷却至170
±
2℃时，掺入氟碳化合物，搅拌混合，即可制得亲水性多孔载体，保温备用。
[0014]通过采用上述技术方案，上述制备工艺较为简易，且各项操作条件易于控制，继而可以大批量制得性能稳定均一的亲水性多孔载体，且聚氨酯经氟碳化合物改性后，兼具了溶氧高和生物载量高的优点，大大提升了污水处理过程中生物膜法部分的处理效果。
[0015]优选的，所述亲水性多孔载体的具体制备方法如下：I、先将聚氨酯加热至180
‑
200℃熔融成胶状，再向聚氨酯溶胶中加入分子量不小于2000的聚乙二醇，聚乙二醇与聚氨酯溶胶按重量比1：(3
‑
5)混合，通氧条件下，以500
‑
800r/min搅拌混合30
‑
60min,制得预混料；II、持续通入氧气，待预混料冷却至170
±
2℃时，掺入氟碳化合物，并以4000
‑
5000r/min搅拌15
‑
20min后，即可制得亲水性多孔载体，保温备用。
[0016]通过采用上述技术方案，上述工艺条件更为精准的同时，其制得的亲水性多孔载体性能更为稳定，均具有较优的氧气吸附和生物负载性能，继而与含水活性炭复配，实现生物膜法和活性污泥法的结合联用时，可显著增加活性炭吸附剂的污水处理效果。
[0017]优选的，所述含水活性炭为含水量10
‑
15％的椰壳活性炭，所述椰壳活性炭的粒径为80
‑
120目。
[0018]通过采用上述技术方案，上述含水活性炭制得的活性炭吸附剂，其与亲水性多孔载体的复配效果最优，两者联用后，其本身不易发生板结、沉降的同时，可通过生物膜法和活性污泥法的结合联用，获得较优的污水处理效果。
[0019]优选的，所述椰壳活性炭的比表面积为1000
‑
1600m2/g，微孔体积不低于90％。
[0020]通过采用上述技术方案，上述含水活性炭制得的活性炭吸附剂，本身不易发生板结、沉降的同时，可与亲水性多孔载体的复配，并通过生物膜法和活性污泥法的结合联用，显著增加活性炭吸附剂的污水处理效果。
[0021]优选的，所述营养剂为海藻酸钠、磷酸二氢钾、海藻糖和蛋白胨中的一种或多种。
[0022]通过采用上述技术方案，上述组分的营养剂，除能通过与亲水性多孔载体和含水活性炭复配，实现生物膜法和活性污泥法的结合联用外，还可为微生物提供充分的营养物质，继而获得了较优的污水处理效果。
[0023]优选的，所述营养剂由海藻糖、蛋白胨和磷酸二氢钾按重量比1：(0.5
‑
0.8)：(0.08
‑
0.12)组成。
[0024]通过采用上述技术方案，上述组分及配比制得的营养剂，其能为微生物提供较优的生存环境，还能与亲水性多孔载体和含水活性炭更好的复配，从而获得了较优的污水处理效果。
[0025]第二方面，本申请提供一种活性炭吸附剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种活性炭吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将营养剂和去离子水混合，得到混合溶液A；S2、将含水活性炭与亲水性多孔载体混合，得到混合料B；S3、将混合溶液A与混合料B掺和，所述混合料B的掺入速率按混合溶液A体积每升计，为30
‑
90g/min,即可制得活性炭吸附剂。
[0026]通过采用上述技术方案，上述工艺条件较为简单，且无需加热等特殊工艺，生产成本较低，且各项条件易于控制，因此易于产业化生产制得大批量性能稳定的亲水性多孔载体，与含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活性炭吸附剂，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：15
‑
35%的含水活性炭、0.5
‑
1.5%的亲水性多孔载体、0.05
‑
0.15%的营养剂和余量的去离子水，所述亲水性多孔载体由聚氨酯经氟碳化合物改性制得。2.根据权利要求1所述的活性炭吸附剂，其特征在于，所述亲水性多孔载体的制备原料中，聚氨酯和氟碳化合物按重量比计为1：（0.18
‑
0.30）；所述氟碳化合物为全氟正丁基呋喃、全氟三丁胺、全氟三丙胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的活性炭吸附剂，其特征在于，所述氟碳化合物由全氟正丁基呋喃和全氟三丙胺按重量比1：（1
‑
1.5）组成。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的活性炭吸附剂，其特征在于，所述亲水性多孔载体的制备方法如下：I、先将聚氨酯加热熔融，再向聚氨酯溶胶中加入聚乙二醇，通氧条件下，搅拌混合,制得预混料；II、持续通入氧气，待预混料冷却至170
±
2℃时，掺入氟碳化合物，搅拌混合，即可制得亲水性多孔载体，保温备用。5.根据权利要求4所述的活性炭吸附剂，其特征在于，所述亲水性多孔载体的具体制备方法如下：I、先将聚氨酯加热至180
‑
200℃熔融成胶状，再向聚氨酯溶胶中加入分子量不小于2000的聚乙二醇，聚乙二醇与聚氨酯溶胶按重量比1：（3
‑
5）混合，通氧条件下，以500
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【专利技术属性】
技术研发人员：乐剑辉，金玉贇，陶敏健，
申请(专利权)人：上海成宙化工有限公司，
类型：发明
国别省市：