[发明专利]一种煤基活性炭脱除废水中多环芳烃菲的方法有效

专利信息
申请号: 201410264806.1 申请日: 2014-05-30
公开(公告)号: CN104014306A 公开(公告)日: 2014-09-03
发明(设计)人: 武占省;肖学敏;闫豫君;童延斌;孙萍 申请(专利权)人: 石河子大学
主分类号: B01J20/20 分类号: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 832003 新疆维吾尔自治区*** 国省代码: 新疆;65
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摘要:
搜索关键词: 一种 活性炭 脱除 水中 芳烃 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种煤基活性炭脱除废水中多环芳烃菲的方法,特别涉及一种可以提供煤基活性炭用量少、脱除时间短、脱除容量大、脱除效果显著的菲脱除条件的方法。

背景技术

多环芳烃是一类具有苯环结构的化合物,大多是由于石油、煤等化石燃料以及木材、天然气、汽油、重油、有机高分子化合物、纸张、作物秸秆、烟草等含碳氢化合物的物质经不完全燃烧或在还原性气氛中经热分解而生成的,属于持久性有机污染物。多环芳烃具有高脂溶性及生物富集性,对自然生物及人类身体健康危害极大,菲作为典型的多环芳烃,若与其长期接触,会引起乏力、睡眠不佳、食欲减退、血沉增速等病症。

在焦化煤气、有机化工、石油工业、炼钢炼铁等工业所排放的废弃物中有相当多的多环芳烃;飞机、汽车等机动车辆所排放的废气中也含有相当数量的多环芳烃;垃圾深填埋处理过程中,会产生大量垃圾渗透液,经水浸泡后,产生含有大量多环芳烃的高深度有机废水;垃圾焚烧中,每小时处理90吨的垃圾焚烧炉每天排放的致癌性的多环芳烃总量达20多千克,菲作为常见的多环芳烃在其中占有很大的比重;在煤炉排放的废气中,菲浓度可达1000Lg/m3;吸烟所引起的居室环境的污染,也已引起国内外人们的关注,最近有报道,人们已鉴定出150种以上的多环芳烃存在于香烟的焦油中,在雪茄烟的主要气流中菲的含量为8Lg/支-122Lg/支。

利用传统的物理化学方法很难有效的脱除多环芳烃,如混凝、絮凝、沉降、过滤、臭氧氧化等。目前吸附处理对于脱除溶液中的有机污染物是一种简单有效的方法。在脱除环境中多环芳烃的研究中,挪威的Patryk Oleszczuk等人[Activated carbon and biochar amendments decrease pore-water concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)in sewage sludge,2012]利用生物质活性炭脱除污泥污水中的多环芳烃。新加坡的Jie Bu等人[Desulfurization of diesel fuels by selective adsorption on activated carbons:Competitive adsorption of polycyclic aromatic sulfur heterocycles and polycyclic aromatic hydrocarbons,2011]利用商业活性炭脱除多环芳烃。煤基活性炭是具有很高比表面积的多孔材料,可以被广泛的应用于气相、液相的分离/纯化,脱除有毒物质,催化剂和催化剂载体等领域,然而采用微波法制备的煤基活性炭脱除菲的研究鲜见报道。

近年来随着工业生产的发展,以煤为原料加工制成的具有独特的孔隙结构和优良的脱除性能的煤基活性炭,在环境保护领域发挥着越来越重要的作用,新疆煤炭资源储量丰富,品种齐全,煤质优良是未来煤基活性炭生产的理想基地之一,具有良好的发展前景。

鉴于此,本发明利用新疆丰富的煤炭资源,选取新疆无烟煤为原料,利用微波加热法制备高脱除性能的煤基活性炭,并利用其脱除废水中的菲,通过对脱除条件进行考察,可以提供节能高效,使脱除效果显著的脱除条件,是一种具有良好的经济效益和应用前景的脱除方法,在实际工作中为控制多环芳烃对环境造成的污染提供科学的依据,并具有显著的技术优势和较强创新性的知识产权。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤基活性炭脱除废水中多环芳烃菲的方法,该方法将采用微波辐射法以新疆无烟煤为碳源制备获得的煤基活性炭投入菲溶液中,脱除菲。煤基活性炭对菲的脱除中,表现出节能高效,脱除效果显著等优点,具有良好的环境效益和社会效益。

实现本发明目的采用以下技术方案:

将一定量菲溶液置于具塞锥形瓶中并放于水浴恒温振荡器中预热,随后加入采用微波辐射法、以新疆无烟煤为碳源进行炭化和活化一步法制备获得的煤基活性炭进行脱除,脱除完成后,迅速取出并抽滤,检测剩余浓度,计算脱除率和脱除量。该方法包括如下步骤:

1.煤基活性炭制备的具体步骤如下:

(1)煤样预处理:

将煤样进行粉碎,研磨,过100目筛子,制成粉末;用蒸馏水清洗脱除煤焦油等杂质;然后将样品置于110℃烘箱中干燥4h,即得煤样预处理产品。

(2)微波法制备:

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