一种用于污水除磷的改性活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于污水除磷的改性活性炭及其制备方法，属于活性炭材料技术领域，该活性炭按重量份包括以下组分：活性炭颗粒30～55份；钙盐5～10份、铝盐5～10份；铁盐5～10份；絮凝剂20～30份；其制备方法为：S1：将活性炭颗粒放入盐酸中进行酸洗，随后干燥；S2：将各组分在适量去离子水中混合均匀，超声分散，得到悬浊液；S3：将悬浊液进行干燥，去除水分，得到混合粉末，即为改性活性炭。本发明专利技术制备得到的活性炭比表面积大、强度高、表面富含官能团，能有效针对去除工业污水中的无机磷，除磷速度快。快。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水除磷的改性活性炭及其制备方法


[0001]本专利技术属于活性炭材料
，具体涉及一种用于污水除磷的改性活性炭及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业的发展和大量废水的不合理排放，尤为突出的是水体富营养化问题。富营养化主要是水中的营养物质如氮、磷等过量所引起的。其中磷是自然水体中藻类等浮游植物生长的限制性因子，也是导致水体富营养化的决定性因子。有些水域已经丧失水体功能；赤潮的爆发频率不断增加。水体的富营养化程度日趋严重，水体水质逐渐下降，所带来的后果不仅直接影响人类日常用水安全，更对经济和社会的发展有着严重的负面影响。
[0003]目前，污水或废水除磷主要分为两大类：生物法除磷和物化法除磷。物化法又分为化学沉淀法、电絮凝法、结晶法和吸附法等。其中，吸附法除磷技术由于易操作、高效快速、无二次污染、可回收了利用等特点，成为污水或废水除磷的研究热点。吸附法除磷技术是利用某些多孔或大比表面积物质，主要通过磷在吸附剂表面的表面沉淀、离子交换或附着吸附等作用来实现废水的除磷过程；利用吸附
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解吸方法，同时实现磷污染的消除和磷资源的回收。其中活性炭吸附法因其净化效率高、不产生二次污染，操作灵活性大，且活性炭本身具有较大的比表面积和疏松多孔的结构，成为废水处理中应用前景最广阔的方法。制约活性炭净化含磷废水工艺大规模推广应用的主要因素是废水吸附净化和活性炭回用成本高。目前应用于净化废水的活性炭价格相对较高，加之其对磷的吸附容量较低，吸附性能不稳定，并且存在再生困难，成本过高等缺点。
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技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种用于污水除磷的改性活性炭，该改性活性炭的处理效率高、可以较为彻底清除污水中的含磷物质，使污水达到标准要求。
[0005]本专利技术是由以下技术方案实现：
[0006]一种用于污水除磷的改性活性炭，其按重量份包括以下组分：活性炭颗粒30～55份；钙盐5～10份、铝盐5～10份；铁盐5～10份；絮凝剂20～30份。
[0007]进一步地，所述活性炭颗粒为木材、稻壳或椰壳等原料经炭化加工制备得到，其粒度在300～500目。木材、稻壳或椰壳等是生产制备中较为容易得到的原料，经过高温炭化后即可制成孔隙率较高的活性炭。
[0008]进一步地，所述钙盐为氯化钙和/或硫酸钙。
[0009]进一步地，所述铝盐为氯化铝和/或硫酸铝。
[0010]进一步地，所述铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸亚铁中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0013]本专利技术通过在活性炭表面负载钙离子、三价铁离子以及铝离子等金属离子，金属
离子与含磷污水中的磷酸根、次磷酸根、亚磷酸根等含磷物质形成沉淀物，进行化学吸附，同时利用活性炭颗粒高度发达的孔隙结构和吸附能力，提供足够的物理吸附空间，在形成杂多酸或类杂多酸后，进一步对含磷物质进行物理吸附，进一步促进胶体往杂多酸或类杂多酸转化，提高磷的化学吸附效率。
[0014]另外，本专利技术还掺入絮凝剂，加快絮凝体的生成，克服铝盐絮凝体生成慢，沉降慢的不足的问题，加快三价铝离子与磷酸根反应，产生AlPO4沉淀，从而加快除磷效率。
[0015]本专利技术的另一目的还在于提供一种上述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1：将活性炭颗粒放入盐酸中进行酸洗，随后干燥，活性炭颗粒经过酸洗处理后，表面的有机质和灰分被去掉，比表面积相应增加；
[0017]S2：将各组分在适量去离子水中混合均匀，超声分散，得到悬浊液；
[0018]S3：将悬浊液进行干燥，去除水分，得到混合粉末，即为改性活性炭。
[0019]进一步地，步骤S1中，酸洗完成后，将活性炭颗粒水洗至中性，便于后期处理。
[0020]进一步地，步骤S3中，超声分散持续30min。
[0021]进一步地，步骤S3中，干燥温度为100～110℃。
[0022]本专利技术提供的改性活性炭制备方法简单、成本低、填料结构稳定、使用周期长，除磷能力强，具有较好的应用前景。
具体实施方式
[0023]为了更好地理解本专利技术，下面通过实施例进一步阐述本专利技术的内容，但本专利技术不仅限于下面的实施例，本专利技术的保护范围不限于此。
[0024]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可方便获得。
[0025]实施例1
[0026]本实施例提供一种用于污水除磷的改性活性炭，其制备原料和方法如下：
[0027]S1：将45份稻壳活性炭颗粒放入pH＝3的盐酸中，进行酸洗，除去活性炭颗粒表面的灰分和有机质等，过滤后用去离子水进行水洗至中性，随后在烘箱内干燥3h；
[0028]S2：将步骤S1中得到的活性炭颗粒、7份氯化钙粉末、8份氯化铝粉末、7份氯化铁粉末、25份聚丙烯酰胺，加入到去离子水中混合，超声分散30min，得到悬浊液；
[0029]S3：将悬浊液放入烘箱中在110℃进行干燥5h，去除水分，得到混合粉末，即为改性活性炭。
[0030]实施例2
[0031]本实施例提供一种用于污水除磷的改性活性炭，其制备原料和方法如下：
[0032]S1：将30份椰壳活性炭颗粒放入pH＝3的盐酸中，进行酸洗，出去活性炭颗粒表面的灰分和有机质等，过滤后用去离子水进行水洗至中性，随后在烘箱内干燥3h；
[0033]S2：将步骤S1中得到的活性炭颗粒、5份硫酸钙粉末、5份硫酸铝粉末、5份硫酸亚铁粉末、20份聚丙烯酰胺，加入到去离子水中混合，超声分散30min，得到悬浊液；
[0034]S3：将悬浊液放入烘箱中在110℃进行干燥5h，去除水分，得到混合粉末，即为改性活性炭。
[0035]实施例3
[0036]本实施例提供一种用于污水除磷的改性活性炭，其制备原料和方法如下：
[0037]S1：将55份稻壳活性炭颗粒和椰壳活性炭颗粒混合放入pH＝3的盐酸中，进行酸洗，除去活性炭颗粒表面的灰分和有机质等，过滤后用去离子水进行水洗至中性，随后在烘箱内干燥3h；
[0038]S2：将步骤S1中得到的活性炭颗粒、10份氯化钙粉末、10份氯化铝粉末、10份硝酸铁粉末、30份聚丙烯酰胺，加入到去离子水中混合，超声分散30min，得到悬浊液；
[0039]S3：将悬浊液放入烘箱中在120℃进行干燥5h，去除水分，得到混合粉末，即为改性活性炭。
[0040]实施例4
[0041]本实施例提供一种用于污水除磷的改性活性炭，其制备原料和方法如下：
[0042]S1：将50份用木材制备的活性炭颗粒和椰壳活性炭颗粒混合放入pH＝3的盐酸中，进行酸洗，除去活性炭颗粒表面的灰分和有机质等，过滤后用去离子水进行水洗至中性，随后在烘箱内干燥3h；
[0043]S2：将步骤S1中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于污水除磷的改性活性炭，其特征在于，按重量份包括以下组分：活性炭颗粒30～55份；钙盐5～10份、铝盐5～10份；铁盐5～10份；絮凝剂20～30份。2.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的改性活性炭，其特征在于，所述活性炭颗粒为木材、稻壳或椰壳等原料经炭化加工制备得到，其粒度在300～500目。3.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的改性活性炭，其特征在于，所述钙盐为氯化钙和/或硫酸钙。4.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的改性活性炭，其特征在于，所述铝盐为氯化铝和/或硫酸铝。5.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的改性活性炭，其特征在于，所述铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸亚铁中的一种或多种。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩初榆，崔国强，韩琍君，张婉芳，
申请(专利权)人：广东韩研活性炭科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：