[发明专利]一种活性炭的制备方法及一种活性炭

说明书

本发明公开了一种活性炭的制备方法及一种活性炭，该活性炭适合于降低或去除污水COD。活性炭的制备方法，包括：取方竹竹筒为原料，将其截断为具有所需长度的竹环；将所述竹环置于盐酸溶液中浸泡，然后用清水洗净，再干燥；对干燥后的竹环进行炭化处理，得到保持竹环形状的环状竹炭炭化料；将所述环状竹炭炭化料浸渍于钙镁溶液中从而吸附钙离子和镁离子；对负载钙离子和镁离子的环状竹炭炭化料进行活化处理，得到活性炭产品。上述方法充分利用方竹自然特性制备出可用于降低污水COD的活性炭，同时采取一系列技术手段抑制方竹的缺点并进一步提升活性炭污水处理优势。

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备方法及一种活性炭。

背景技术

水体污染程度可以用COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)指标大致判断。COD指标表示水中还原性物质含量，这些还原性物质以有机物为主，并存在亚硫酸盐、亚硝酸盐、硫化物等。水的COD指标越高，降解过程中越需要氧气。而水体自净消耗氧气越高，造成水体中除了微生物的其余生物死亡，水体发黑、发臭，进一步影响周边环境。污水处理主要就是降低污水COD指标。

为了降低污水COD指标，可以采用活性炭进行吸附。目前，用于污水处理的活性炭主要为柱状活性炭颗粒。柱状活性炭颗粒在制备过程中需要专门的成型步骤，因而生产成本较高。柱状活性炭颗粒也会增大水流阻力，提高设备能耗。另外，柱状活性炭颗粒的粒径越小对COD的去除率越高，但同时水流阻力也相应更大；柱状活性炭颗粒的粒径越大则往往对COD的去除率越低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种活性炭的制备方法及一种活性炭，该活性炭适合于降低或去除污水COD。

根据本发明的第一个方面，提供了一种活性炭的制备方法，包括：取方竹竹筒为原料，将其截断为具有所需长度的竹环；将所述竹环置于盐酸溶液中浸泡，然后用清水洗净，再干燥；对干燥后的竹环进行炭化处理，得到保持竹环形状的环状竹炭炭化料；将所述环状竹炭炭化料浸渍于钙镁溶液中从而吸附钙离子和镁离子；对负载钙离子和镁离子的环状竹炭炭化料进行活化处理，得到活性炭产品。

方竹(学名：Chimonobambusa quadrangularis(Fenzi)Makino)是禾本科、寒竹属呈乔木状。竿直立，高可达8米，节间呈钝圆的四棱形，竿中部以下各节环列短而下弯的刺状气生根；箨鞘纸质或厚纸质，早落性，短于其节间，鞘缘生纤毛，纵肋清晰，小横脉紫色，呈极明显方格状；箨片极小，锥形，叶鞘革质，光滑无毛，鞘口繸毛直立，平滑，叶舌低矮，截形，叶片薄纸质，长椭圆状披针形，上表面无毛，下表面初被柔毛，苞片较少；假小穗细长，侧生假小穗含小花，小穗轴平滑无毛；颖披针形，外稃纸质，绿色，内稃与外稃近等长；鳞被长卵形；柱头羽毛状。方竹为宜宾地区优秀竹笋的代表，其竹材剩余物主要含量为纤维素、半纤维素、木质素和果胶，高温下果胶等有机物分解并生成孔隙结构。方竹竹筒截断面一般呈中空环形结构。此外，方竹中单向生长的长纤维会导致强烈的各向异性和增强相非均匀分布，同时纤维素不因高温发生强烈弯曲，因此方竹在炭化过程中可保持原有形状，故用方竹为原料制备活性炭能自然成型，减少机械成型成本。

本发明上述活性炭的制备方法，首先利用方竹竹筒的自然形状通过截断形成竹环，其后利用方竹的物理特性(即方竹中单向生长的长纤维会导致强烈的各向异性和增强相非均匀分布，同时纤维素不因高温发生强烈弯曲，因此方竹在炭化过程中可保持原有形状，故用方竹为原料制备活性炭能自然成型)在不经过专门成型的步骤最终得到环状中空的活性炭产品，由于活性炭产品的环状中空结构，可以在减小水流阻力、减少设备能耗的同时，提高污水中的有机物和氧气与活性炭的接触面积，从而提高活性炭处理效果。另外，方竹制成的活性炭为一种生物活性炭，能够利用活性炭吸附以及活性炭层内微生物有机分解协同作用进行污水处理：该活性炭一方面将有机物在炭表面集中，提高微生物的降解效率，另一方面对水体中溶解氧的吸附可保持微生物的活性，通过协同作用，降低污水中的大分子有机污染物。