藍藻水華活性炭及其製備方法
2023-12-03 22:06:31 3
專利名稱：藍藻水華活性炭及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種藍藻水華活性炭及其製備方法。
背景技術：
水體富營養化是目前世界各國所面臨的重大環境問題。水體富營養化帶來的一個突 出的問題是藍藻水華的暴發。大規模的藍藻水華降低了水資源利用效能，引起嚴重的生 態破壞及巨大的經濟損失，而藍藻毒素的產生給公眾健康帶來極大隱患。有關藍藻毒素 中毒的事件也時有報導。藍藻是一類古老的生物，其除具有自養性生活方式而歸併於紅 藻、褐藻或綠藻等藻類，此外幾乎無任何理由稱之為藻類。從細胞學觀點加以考慮，實際
上它與細菌更為接近，它具有70S核糖體和含有胞壁質的細胞壁，並缺乏真正的細胞核。 藍藻極能耐受乾燥、強的離子濃度改變、有機物分解過多而產生的物質、缺氧、溫度改 變以及缺乏光照等不良的環境條件。藍藻水華是在富營養湖泊中快速生長，在水體表層 大量聚集而形成的肉眼可見的藻類聚集現象。在高溫氣候條件下，構成水華的藍藻群體 大量滋生後又大量死亡，分解時散發出難以忍受的惡臭、汙染空氣，同時大量消耗水 中溶解的氧氣，常造成大批魚類窒息死亡。水華中還含有一類名為微囊藻毒素的生物毒 素，是強致癌物質。目前"藍藻水華"成為當前困擾中國水環境的一大難題。中國汙染 最為嚴重的太湖、巢湖、滇池等"三湖"相繼出現藍藻爆發，給當地民眾生產生活造成較 大影響。如果能將藍藻水華不斷從水體中捕撈出來，隨著藍藻水華生物量的降低，水體 的氮磷水平將會逐漸降低，如此日積月累，水體將恢復到自然狀態，最終實現藍藻水華 的治理。通過對廢水廢物進行資源化利用，從而達到治理汙染、降低治汙成本的目的， 是環保科技的一個重要領域。
活性炭具有較強的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸鹼、耐熱、不溶 於水和有機溶劑、易再生等優點，是一種環境友好型吸附劑。活性炭廣泛用於工業三廢 治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫藥、黃金提取、半導體應用、電池和電能貯 存等。
絕大部分含碳物質都可製備活性炭，如木材、鋸末、煤類、泥炭類、果殼、果核、 蔗渣及稻殼、石油廢料、廢舊塑料、廢舊皮革、廢輪胎、造紙廢料、城市垃圾等廢棄物。 目前普遍認為果殼是製備活性炭的最佳原料，但我國果殼資源十分有限，且不易集中、 貯存，價格昂貴。近年來，國內外對各種價格較低、來源廣泛的廢棄物相繼進行了製備 活性炭的試驗。目前由廢棄物製得的活性炭性能並不高，實際應用還較少，但因其價格 低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且綠色無毒而日益受到青睞。
國內已研究了採用竹類、煙杆、甘蔗渣、麥秸、稻殼、棉杆、核桃殼和活性汙泥等廢棄物製備活性炭。要滿足製得的活性炭性能穩定、成本較低等要求，原材料必須質量 穩定、容易獲取，同時要求生產工藝簡單、經濟、環保。國內外相繼開發了化學活化法、 物理活化法、化學物理法、催化活化法、超臨界技術、微波加熱等方法製備活性炭。
發明內容
本發明的目的是提供一種藍藻水華活性炭以及這種活性炭的製備方法，本發明的方 法能有效地利用藍藻水華生產活性炭，開闢了藍藻水華資源化利用新途徑，不僅可節約 資源且有利於保護生態環境。最終而達到治理汙染、降低治汙成本的目的。
本發明的目的是這樣實現的這種藍藻水華活性炭是由烘乾的藍藻水華藻泥在250 *0 600^高溫處理0.5~2小時製備而成。所得藍藻水華活性炭粒度為0.074mm,碘吸 附值為966mg/g,亞甲基藍脫色力為115mg/g。
本發明的藍藻水華活性炭的製備方法由以下歩驟組成
(1) 採用絮凝法收集藍藻水華，製備藻泥；
(2) 藍藻水華藻泥用ZnCl2浸漬,ZnCl2與藍藻水華藻泥幹基的質量比為20 150 0/0。
(3) 上述藍藻水華藻泥在100 11(TC下脫水，烘乾；
(4) 將烘乾的藍藻水華藻泥在缺氧狀態下，在250C 600r高溫處理0.5~2小時， 冷卻，即得藍藻水華活性炭。
由於藍藻水華中含有較豐富的營養成分，主要成分是藻膽蛋白、多糖、脂肪、氨基 酸和不飽和脂肪酸等，此外還有抗病毒、抗腫瘤和抗菌活性成分及酶抑制劑。因此，從 資源化角度來看，藍藻水華是巨大的資源庫。由於藍藻含碳率高，暴發時生物量巨大， 材料易得、原料充足、價格低廉，本發明能有效地利用藍藻水華生產活性炭，不僅可節 約資源且有利於保護生態環境。最終而達到治理汙染、降低治汙成本的目的，也開闢了 藍藻水華資源化利用新途徑。
具體實施例方式
實施例1:
(1 )藍藻水華陽離子改性粘土絮凝分離,將一定體積藍藻水華中加入600 1000 ppm 的陽離子改性粘土，攪拌均勻，靜置10分鐘後80目篩過濾，收集藻泥；
(2) 藍藻水華拔化鋅浸漬及微波輻射乾燥，將水分含量80X的200g藍藻水華藻 泥，與50g瓶化鋅和50g碳酸氫鈉於1000ml燒杯中拌勻，浸漬24 h，，放入微波溶樣爐 中，高檔加熱，直至輕敲即成粉末為止；
(3) 藍藻水華液相炭化活化，炭化時，炭化瓶內加入液體石蠟300ml和氯化鋅浸漬
的藍藻水華乾粉i50g,加熱炭化瓶。隨著液體石蠟溫度逐步升高，超過ioox:，藍藻水 華乾粉中碳酸氫鈉即開始分解，釋放出二氧化碳。溫度繼續升高，分解加快。在nox:
180",約經過30min,碳酸氫鈉即全部分解為碳酸鈉。釋放出的二氧化碳瀰漫於液體 石蠟上方，與水封瓶一起形成一個缺氧的炭化環境。同時，藍藻水華乾粉中殘留的水分汽化，由蒸餾接頭上升進入冷凝器，凝成液體滴入水封瓶內。溫度高於3oox:,液體石 蠟氣化，上升進入蒸餾接頭，凝成液體滴入炭化瓶中。維持炭化瓶溫度在30ox:左右， 直至液體石蠟中氣泡形成逐漸減少。此時，炭化和活化過程結束；
(4) 脫蠟，脫蠟時，將待脫蠟樣品包在脫脂濾紙包內，放入提取管內。提取瓶內加 入無水乙醇，加熱提取瓶，無水乙醇氣化，由連接管上升進入冷凝器，凝成液體滴入提 取管內，浸提樣品中液體石蠟。待提取管內無水乙醇液面達到一定高度，溶有液體石蠟 的無水乙醇經虹吸管流入提取瓶。流入提取瓶內的無水乙醇繼續被加熱氣化、上升、冷
凝，滴入提取管內，如此循環往復，直到液體石蠟抽提完全為止
(5) 酸洗、漂洗及微波輻射乾燥，酸洗採用濃度為20%的鹽酸溶液，時間為8h，酸 洗後採用真空抽濾漂洗工藝，用去離子水將物料的pH值洗至7.0。置於三角瓶中，放 入微波溶樣爐中，高檔加熱，直至瓶頸部位無水珠凝結為ll:。
實施例2:
將藍藻水華藻泥在IOO'C下脫水、烘乾，在密封性能較好的電爐中缺氧狀態下加溫 至25(TC使藍藻水華藻泥均勻受熱2小時，冷卻、粉碎，各別篩取過200目篩網製得藍 藻水華活性炭。 實施例3:
將藍藻水華藻泥微波溶樣爐中在IIOX:下脫水、烘乾，在電爐中加溫至40(TC，受 熱1.5小時，其它步驟同實施例1製得藍藻水華活性炭。 實施例4:
將藍藻水華藻泥在105'C下脫水、烘乾，在電爐屮加溫至60(TC，受熱1.0小時，其 它步驟同實施例1製得藍藻水華活性炭。 實施例5
藍藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍藻水華藻泥千基的質量比為20%，再在105 匸脫水、烘乾，在500X:髙溫下加熱1小時，冷卻，粉碎，過200目篩網製得藍藻水華 活性炭。 實施例6:
藍藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍藻水華藻泥幹基的質量比為100%，其它歩 驟同實施例5，製成藍藻水華活性炭。 實施例7
藍藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍藻水華藻泥千基的質量比為100%，其它歩 驟同實施例5，製成藍藻水華活性炭。
上述製備的各種藍藻水華活性炭樣品較輕，粒度為0.074mm，碘吸附值為966 mg/g， 亞甲基藍脫色力為115mg/g，表明製備的藍藻水華活性炭具有良好的活性炭性能。
權利要求
1、一種藍藻水華活性炭，其特徵在於它由烘乾的藍藻水華藻泥在250℃～600℃高溫處理0.5～2小時製備而成。
2、 一種製備權利要求1所述的藍藻水華活性炭的方法，其特徵在於由以下步驟組成:(1) 採用絮凝法收集藍藻水華，製備藻泥(2) 藍藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍藻水華藻泥幹基的質量比為20 150%;(3) 上述藍藻水華藻泥在100 110匸下脫水，烘乾；(4) 將烘乾的藍藻水華藻泥在缺氧狀態下，在25010 600"高溫處理0.5 2小時， 冷卻，即得藍藻水華活性炭。
全文摘要
本發明涉及一種藍藻水華活性炭及其製備方法，該活性炭是由烘乾的藍藻水華藻泥在250℃～600℃高溫處理0.5～2小時製備而成。本發明開闢了藍藻水華資源化利用新途徑，該製備方法能有效地利用藍藻水華生產活性炭，不僅可節約資源且有利於保護生態環境，最終而達到治理汙染、降低治汙成本的目的。
文檔編號C01B31/00GK101298327SQ20081005806
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月24日 優先權日2008年1月24日
發明者李文鵬, 蘇睿哲, 韓金均 申請人:雲南大學