[发明专利]一种改性活性炭的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及重金属废水处理领域，尤其是涉及一种改性活性炭的制备及其在重金 属污染河水处理中的应用。

背景技术

工矿业引起的河流重金属污染具有难降解性、毒害性、持久性的特点。河道治理常 用的物理、化学和生物等方法。各种治理方法又是相互配合完成，比如疏浚污染底泥后，污 染的和河水中带降解的重金属可以弄化学或生物技术来完成，而针对重金属污染的水处理 方法有很多，有化学沉淀法、吸附法、离子交换法等等。有些成本高，如电渗析法、离子交换 法；有些工艺复杂，如强化超滤法、铁氧体法；有些设备投资大，如反渗透、电渗析法。吸附方 法是一种化学技术，投资成本低、操作工艺简单等优点。在水处理中，多孔性的固体物质可 以用来作为吸附剂，例如活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、吸附树脂、木屑等。其中以活性炭的使 用最为普遍，活性炭的表面结构特征和表面化学性质是影响活性炭吸附性能的重要因素。

粉末活性炭和高锰酸钾联用多用于去除嗅味、色度、浊度以及UV吸光度值、有机化 合物。对重金属的吸附，现有技术中大多为在室内条件下高锰酸钾改性活性炭对单一重金 属吸附性能或对单一重金属污染废水的研究，尚未发现前人将研究技术应用到河流中进行 探讨。矿区开发不可避免的导致河流重金属污染，同时污染的河水也需要及时有效进行净 化处理，才不会对下游河流造成严重影响，本申请的技术方案是围绕有效处理多种重金属 污染河水展开的技术研究。

发明内容

现实污染河流中重金属种类众多，本发明是在野外条件下，按照《矿山环境地质调 查与评价规范（1:50000）》要求的8种重金属做为原位试验元素，利用氧化改性后的活性炭 对多种重金属污染河水中多种重金属进行同时降解的研究，应用到矿区污染河水处理环 节，有效降低上游河水污染对下游河流的影响。

本发明目的是提供一种改性活性炭和以其处理矿区多种重金属污染河水的方法， 以解决现有技术存在的问题。

本发明的第一个方面在于提供一种改性活性炭的制备方法，步骤如下：

（1）在室内进行氧化改性，将果壳活性炭投到浓度为0.1mol/L-0.5mol/L高猛酸钾溶液 中，浸泡搅动，浸泡4小时；

（2）将的活性炭用蒸馏水清洗；

（3）置于鼓风干燥箱内烘干，温度设置为110-125℃；

（4）常温过筛30目，形成总比表面积为700-1000m²/g，10nm以下的孔径占75~80%，使改 性活性炭粒径达到<0.63mm，当然颗粒越小越好，但损耗也会越大，费用越高，非常细的椰壳 活性炭价格通常是普通果壳活性炭35倍。

优选地，所述步骤（1）中浓高猛酸钾溶液的浓度为0.1mol/L-0.3mol/L。

优选地，所述步骤（3）中温度设置为110-120℃。

优选地，所述的改性活性炭应用在矿区重金属污染河水处理中；更优选地，

其应用在金属矿区重金属污染河水处理中。

本发明的第二个方面在于，应用前述的改性活性炭处理矿区重金属污染河水的方 法，其中，河水污染物为Pb、Cu、Zn、Cr、Cd，主要污染物为Pb，步骤如下：

（1）先将重金属污染河道中含有高泥沙、悬浮质等杂质河水引入沉淀池，呈长方形，河 水从池的一端流入，微有缓坡流过池子，沉淀池坡度为1-3°，静置带水中大部分泥沙、悬浮 质沉淀后，5-15min后，从池的另一端流出，再将河水汇入活性炭吸附池，用2%的NaOH溶液或 用浓度为1:1的盐酸滴定调节pH，将河水pH调节至6-10；

沉淀池池边界设有刻度，待进水量达到活性炭吸附池刻度线，能够控制进水体积并提 供活性炭充分吸收重金属的空间。河水呈静止状态，有利于下一步投入活性碳后沉淀吸附。 在本发明中，未表现出改性活性炭被二氧化锰覆盖以导致吸附性能下降；

（2）按改性活性炭与重金属污染河水25-50g/L比例投放改性活性炭，搅动使活性炭全 部离心，时间为2-6min，搅拌速度40-60r/min，河水冒泡量渐渐减

少，之后让河水静置、沉淀，30-40min后，取上清液，处理后的河水排入河道。

优选地，所述深沉池设置在河道工程整治完毕下游附近和重要河流断面上游。