[发明专利]一种磁性炭基吸附剂及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附剂，尤其涉及一种磁性炭基吸附剂及应用。

技术背景

我国是农业大国，农资产品一直发展迅速，不仅仅在国内市场占据绝对的主要地位，在国外市场也开始崭露头角。但伴随着农药行业的迅速发展，产生的农药废水不仅年排放量大，而且污染物浓度高、毒性大、成份复杂、有恶臭，水质水量波动性大，严重破坏生态环境，并严重威胁着饮用水安全和人民生命健康。

农药废水经过预处理和生化处理后，其尾水污染物成分仍然十分复杂。面对行业提标改造、中水回用的环保压力，迫切需求经济有效的深度处理技术。通常的尾水深度处理与回用技术除生态的方法外，主要有膜分离技术（超滤、反渗透等）、氧化技术（臭氧氧化、电化学氧化、Fenton氧化、光化学氧化等）、吸附技术（活性炭吸附、树脂吸附等）等。膜分离技术是一种相对成熟的尾水深度处理与回用技术，但无论是内置式还是外置式装置，设备投资大、运行成本高、效率低，膜浓缩液造成二次污染，导致该技术难以广泛应用。氧化技术能有效降低有机工业废水尾水的COD，但由于经过物化预处理和生化处理后废水的COD较低，氧化的有效性和处理效率都较差，处理成本偏高。吸附技术是一种相对经济而有效的技术，可适应大多数有机工业废水深度处理与回用的要求，但由于传统的吸附剂存在吸附易饱和、难回收利用与再生等问题，严重制约了该技术在尾水深度处理方面的应用。

目前在废水处理中常用的吸附剂有：活性炭、磺化煤、活性白土、硅藻土、活性氧化铝、活性沸石、焦炭、树脂吸附剂、炉渣、木屑、煤灰、腐殖酸等，其中以活性炭最为常见。活性炭按其外观形状分，可分为粉末活性炭、颗粒活性炭、圆柱形活性炭和球形活性炭等。粉状炭在使用时有吸附速度较快，吸附能力使用充分等优点，但粉状炭使用后固液分离困难，不便回收，导致其流失严重，因此需专有的分离方法。

发明内容

本发明的目的是针对粉末活性炭难固液分离、不便回收利用的缺陷，提供一种磁性炭基吸附剂，本发明的另一目的是提供上述吸附剂的用途。

本发明的技术方案为：一种磁性炭基吸附剂，其特征在于由以下方法制备得到，其具体步骤如下：（a）粉末活性炭的预处理：将粉末活性浸泡于硝酸溶液中，蒸馏水清洗，然后放入沸水中煮沸，再用蒸馏水清洗，经抽滤、洗涤、干燥后放入干燥器中备用；（b）将Fe²⁺和Fe³⁺的可溶性盐配成溶液，按照摩尔比为1:1.5～1:2.5比例混合，然后配成铁离子溶液，Fe²⁺和Fe³⁺质量浓度为2.98%～3.45%；（c）在步骤（b）的铁离子溶液中加入预处理后的粉末活性炭，再加入配合剂和分散剂；（d）在保护气氛下吸附饱和后，升温；用碱溶液作为沉淀剂，调节pH值沉淀出磁性粉末活性炭，陈化、静置；（e）蒸馏水洗涤、再抽滤、烘干，即得到磁性炭基吸附剂。

优选步骤（a）所述将粉末活性浸泡于硝酸溶液中时间为18～24小时；两次蒸馏水清洗至pH值均为6.8～7.2；硝酸溶液浓度为0.01mL/L～0.05mL/L；酸洗和水洗的固液比均为1:10（g/mL）～1:30（g/mL）；煮沸的时间为1～3h。

优选步骤（b）中所述Fe²⁺可溶性盐为FeSO₄或者FeCl₂；Fe³⁺的可溶性盐为FeCl₃、Fe₂（SO₄）₃或者Fe(NO₃)₃。

优选步骤（c）中加入的粉末活性炭质量与Fe²⁺和Fe³⁺离子总质量比例为：0.69:1～4.83:1；所述的配合剂为柠檬酸；配合剂加入的质量与步骤（b）配制的铁离子溶液的体积比为0.1～0.3g/100mL；所述的分散剂为聚乙二醇；分散剂加入的质量与步骤（b）配制的铁离子溶液的体积比为：0.1～0.3mL/100mL。

优选步骤（d）中所述的保护氛为氮气；吸附时间为3～5h；升温至60～80℃；碱溶液为NaOH或者KOH溶液；调节pH至8～10；碱溶液的浓度为2～4mol/L；陈化时间为2～4h，静置时间为12～16h。

优选步骤（e）中用蒸馏水洗涤3～4次，直至pH=6.8～7.2；烘干温度为50～70℃，烘干时间为8～12h。