[发明专利]一种浒苔生物炭

说明书

技术领域

本发明属于水环境安全及生物质处理技术领域，具体涉及一种浒苔生物炭，即由浒苔制备的一种生物炭，以及该生物炭在去除水中多环芳烃的应用。

背景技术

多环芳烃(PAHs)是一类疏水性有机污染物，具有“三致”作用和难以被生物降解的特性，在环境中分布广泛且危害极大，近年来受到国内外的极大关注。多环芳烃人为源来自工业工艺过程、缺氧燃烧、交通排放以及垃圾焚烧和填埋等过程；广泛存在于大气、水体和土壤中，并通过复杂的物理、化学和生物转化反应在大气、水体、土壤和生物体等系统中不断变化。

多环芳烃广泛存在于水体环境中，是水环境重要的监测项目之一。芘是多环芳烃的重要代表物之一，少量渗入地下就对饮用水造成危害。美国环保局将16种母体PAHs列为优先污染物，我国将苯并(a)芘列为优先污染物。苯并(a)芘是一种高环多环芳烃，难以被生物降解且容易积累，具有强烈的致癌作用，严重危害人体健康。本发明以浒苔为原料制备的生物炭为吸附介质，以芘和苯并(a)芘作为目标污染物来研究生物炭的吸附效果，设置不同吸附实验条件，分析生物炭吸附过程的性能和影响因素。

自2008年开始，大面积浒苔登陆青岛、烟台、威海和日照等山东近海海域，海水浴场宛如大草原，给养殖业和旅游业带来严重不利影响。大量繁殖的浒苔会遮蔽阳光，影响海底生物的生长，死亡的浒苔会消耗海水中的氧气；浒苔爆发会严重影响景观，干扰旅游观光和水上运动的进行。因此本研究选用浒苔为原料制备生物炭，从浒苔的减量化和经济、环保利用的角度出发，以期达到浒苔的资源化利用，并且丰富藻类生物炭的研究内容。

发明内容

本发明的目的是提供一种浒苔生物炭，及其制备方法和应用，从而有效的利用浒苔资源，既可以有效消耗浒苔，又可以实现对废水的处理。

本发明首先提供一种浒苔的新用途，即浒苔用于制备生物炭吸附剂的应用；

本发明再一个方面提供一种浒苔生物炭，其制备方法是将浒苔洗净风干后，进行粉碎获得浒苔颗粒，将浒苔颗粒由室温升温至200～600℃，无氧环境中热解2～4h；随后将热解产物过80～100目筛，经过酸洗、烘干后制成浒苔生物炭。

作为实施例的优选，粉碎的浒苔颗粒粒径不大于0.9mm。

在热解处理过程中，温度由室温升至200～600℃，升温速率优选为10℃/min。

所述的酸洗是用1mol/L的盐酸和氢氟酸的混合液浸泡热解产物24h，过滤后用去离子水清洗至中性。

所述的烘干时所用的温度为80℃，时间为8～12h。

本发明另一个方面提供上述的浒苔生物炭在去除水体中多环芳烃的应用；

所述的多环芳烃为芘和/或苯并(a)芘。

上述的应用中，生物炭的投加量为0.5g/L。

本发明提供了一种新型吸附材料，以浒苔作为原料制成热裂解炭，不仅可以解决浒苔不能经济环保利用问题，实现浒苔的减量化；而且能有效吸附水中多环芳烃，尤其是芘和苯并(a)芘，降低有机污染水体中多环芳烃的浓度，解决水安全问题。

附图说明

图1：500℃下制备的未酸洗生物炭的扫描电镜图像；

图2：500℃下制备的酸洗后生物炭的扫描电镜图像；

图3：不同温度下制备的生物炭对芘去除率的影响图；

图4：生物炭对芘的吸附动力学变化曲线图；

图5：不同初始浓度对芘吸附量的影响图；

图6：不同温度下制备的生物炭对苯并(a)芘去除率的影响图；

图7：生物炭对苯并(a)芘的吸附动力学变化曲线图；

图8：不同初始浓度对苯并(a)芘吸附量的影响图。

具体实施方式

本发明选用浒苔来制备生物炭，通过制备条件的选择优化，使制备的生物炭能很好的吸附水体中的多环芳烃，从而促成了本发明。

下面结合实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1

收集浒苔，洗净、风干、粉碎，过20目筛，使得粉碎的浒苔颗粒粒径不大于0.9mm。将100g粉碎后的浒苔放在坩埚中，压实，放入马弗炉中，温度从室温升至200℃，保持2h，升温速率为10℃/min。冷却后，将热解产物研磨后过100目筛，用1mol/L的盐酸和氢氟酸的混合液浸泡热解产物24h，过滤后用去离子水清洗至中性，在80℃烘干10h，制成浒苔生物炭，装于棕色瓶待用。

实施例2