[发明专利]一种同步去除污水中重金属和有机物的改性活性炭的制备方法

说明书

一种同步去除污水中重金属和有机物的改性活性炭的制备方法，属于污水处理吸附剂制备技术领域。解决了现有商品粉末活性炭对重金属和有机物混合污水的吸附能力差，负载改性活性炭存在稳定性差的问题，所述方法为：先将原煤破碎颗粒活性炭洗涤、烘干、研磨、过筛；将预处理后的活性炭加到高锰酸钾和双氧水溶液中，震荡，浸泡，干燥，将活性炭在氮气保护下锻烧；将活性炭加到十二烷基硫酸钠溶液中，加入强化改性剂，超声震荡，浸泡，干燥；将活性炭放入斯列普活化炉中，由水蒸气作为活化剂,进行深度活化，得到改性活性炭。本发明制备的改性活性炭微孔率为40~60%，亚甲蓝值为220~250mg/g，而且在活性炭表面修饰对重金属离子具有较强作用的活性基团。

技术领域

本发明属于污水处理吸附剂制备技术领域，具体涉及一种同步去除污水中重金属和有机物的改性活性炭的制备方法。

背景技术

当前城市污水厂二级出水中仍含有的一些潜在的污染物对环境产生一定的污染风险，其中，重金属和环境激素的污染风险问题最为突出。虽然污水经过处理后，重金属和环境激素含量有显著下降，但在再生水输配水及灌溉过程中仍会对土壤、浅层地下水产生污染风险，从而对整个区域生态循环系统造成影响。

吸附法是重金属和微量有机污染物污水处理的一类典型技术。粉末活性炭吸附剂因具有高比表面积、孔隙发达、设备简单、低温适应能力强等特点，在处理污水中有很大的优势。但重金属离子的电荷影响了粉末活性炭在水溶液中对水中有机物的吸附速率，此外，由于对水中低浓度重金属离子的选择性吸附性能差和抗干扰性较弱等问题长期未能解决，导致的有效吸附容量被水中的天然有机物和微量有机污染物优先饱和，影响了对重金属离子的高效吸附，致使原炭的吸附能力有限。而且活性炭的改性方法研究多针对某一种或一类特定的污染物质，而对同时去除水中共存的重金属和有机污染物的吸附剂改性研究还鲜见报道。因此，研发新的活性炭改性方法，既保留活性炭原有独特的优良结构，又增加对重金属离子鳌合能力强的鳌合基团的种类和数量，从而促进对重金属离子和环境激素的吸附能力和容量，对推进活性炭在污水再生回用中的广泛应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有商品粉末活性炭对重金属和有机物混合污水的吸附能力差，负载改性活性炭存在稳定性差的问题，提供一种同步去除污水中重金属和有机物的改性活性炭的制备方法。本发明针对城市污水处理厂排水中残留的重金属和环境激素，以生态补水为目标，通过全新的改性方法，同步去除水中重金属和环境激素，并与混凝、过滤等工艺技术相耦合，实现城市污水厂排水的低碳、高效、安全利用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种同步去除污水中重金属和有机物的改性活性炭的制备方法，所述方法步骤如下：

步骤一：活性炭预处理：将原煤破碎颗粒活性炭先用去离子水洗涤表面30~60min，再超声清洗30~60min，超声功率为80~90W，用去离子水洗净，在100~120℃烘干至恒重；然后进行研磨，依次过400目和500目筛，取400目筛下物和500目筛上物，控制活性炭的粒径为30~38um；

步骤二：将步骤一处理所得的活性炭加入高锰酸钾与双氧水的混合溶液中，加入醋酸与醋酸钠缓冲液，控制pH=4~5，置于40~60℃的恒温反应器中震荡浸渍处理4h，浸渍处理后的活性炭用去离子水洗涤30~60min，弃去洗液后将固形物在105℃下烘干至恒重；

步骤三：将步骤二所得的活性炭放入活化炉中，在压力为0.25~0.40MPa的氮气保护下，于500~600℃温度下煅烧1~2 h；

步骤四：将步骤三所得的活性炭加入十二烷基硫酸钠溶液中，加入表面分散剂，在超声辅助下，于60℃温度下震荡浸渍处理4h，超声功率为80~90W，浸渍处理后的活性炭用去离子水洗涤60min，弃去洗液后将固形物在105℃下烘干至恒重；