[发明专利]一种去除微囊藻毒素改良活性炭及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及富营养化水体蓝藻水华中微囊藻毒素的去除技术领域，更具体涉及一种去除微囊藻毒素的新型改性活性炭，同时还涉及一种去除微囊藻毒素改性活性炭的制备方法，新的改性活性炭适用于受蓝藻水华污染的自然水体中微囊藻毒素快速去除。

背景技术

蓝藻水华是近年来水体不断富营养化的结果，工农业的急速发展加速了氮磷等富营养盐的排放和水体的富营养化。蓝藻水华给水体的危害很多，其中之一就是部分蓝藻释放到水体的微囊藻毒素。微囊藻毒素是一种环状多肽的致癌分子，其分子量大概在1000，其化学性质比较稳定，一般情况下比较难降解和去除。1996年，巴西的一家医院因为误用了含有微囊藻毒素的水给病人使用，导致了50多位病人去世的恶性后果。我国江苏海门部分地区的高癌症爆发率也有许多报道证明与微囊藻毒素有很大关联。因此，微囊藻毒素的去除，是全世界和我国的一项非常紧迫和重要的课题。

目前已经报道的微囊藻毒素去除方法有：氯气/臭氧/高锰酸钾等强氧化剂氧化法，Fenton(Fe+H₂O₂)催化氧化法，二氧化钛光降解等。但各种方法的局限性都很大，实用可行性还存在诸多问题，尚需要非常进一步深入的研究和摸索。氧化法是一种比较灵活方便实用的方法，但是该方法受水体环境因子的干扰性太大，很容易在毒素尚未反应之前就与其他水体不饱和杂志发生氧化反应，造成有些毒素氧化不完全而带来隐患。此外，过量的氧化剂比如高锰酸钾，还可以直接氧化破裂微囊藻藻体的结构，造成毒素的二次释放和污染。二氧化钛光降解和Fenton氧化目前研究的比较多，但是这些技术在实际应用的使用成本较高，而且相关的工序和设备也比较复杂和高昂，目前这些技术大规模使用还远不够成熟。

活性炭吸附是一种相对比较简单而实用的水体净化技术，在许多的污水处理工间都有很大的应用。传统活性炭在微囊藻毒素去除上也有比较多得报道，但比较明显的缺点在于吸附量不够大，吸附平衡的时间比较长，这两个因素极大地限制了活性炭本身的性能。本专利通过对活性炭表面的性质进行定向得改进，把金属离子通过化学络合反应和物理吸附反应固定到活性炭上去。改性后的活性炭，不仅可以极大的提高活性炭本身的最大毒素吸附量，还可以大幅提高毒素的吸附速度和吸附效率，极大地节约活性炭在水处理工艺中的的耗时。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种快速去除微囊藻毒素改良活性炭，配方合理，使用方便，极大地提高了活性炭对微囊藻毒素的吸附速度.在目标试验中，处理相同量的微囊藻毒素，传统粉末活性炭用16小时吸附去除效率在75％左右，经过离子表面改性以后，短短5分钟，相同量的改良活性炭即可去除85％左右的毒素。本工艺是基于一种比较成熟和使用广泛的水处理工艺(活性炭处理污水)，通过对活性炭表面进行改性，用化学络合以及物理吸附的方法，把金属离子固定到活性炭表面上去。由于活性炭上含有比较多得羰基官能团和羟基官能团，本身可以吸附比较多的金属离子，因此改性后的活性炭，表面具有比较多的离子性质。从而改良后的活性炭可以通过离子与毒素之间的快速络合反应来达到快速去除微囊藻毒素的目的。

本发明的另一个目的是在于提供了一种快速大量去除微囊藻毒素改良活性炭的制备方法，方法易行，该材料具备快速，操作简单，非常适合大规模制备，在未进行改良前，粉末活性炭的最大毒素吸附量为58.82毫克/克，平衡时间在16-24小时，经过改良后的活性炭，其最大吸附量为126.61毫克/克，平衡时间在2小时以内，最大吸附量翻倍提高，时间也被大大缩短。改性后的活性炭，保留了传统活性炭的多介孔性质，有利于毒素的吸附。而且还增加了一个新的毒素吸附渠道，即离子络合反应吸附毒素。改性活性炭表面的离子可以以络合的方式再次吸附毒素，从而在传统活性炭的多孔吸附上进一步提高毒素的吸附量。而且，申请人通过表征，申请人发现改性后的活性炭性质比较稳定，不会发生金属离子的解吸附从而在饮用水处理时造成不必要的离子污染。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比组成：

一种快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比组成(较好范围)：

一种快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比组成(优选范围)

一种快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比组成(优选值)

一种快速去除微囊藻毒素改良活性炭，它由下列原料配比组成