一種生物竹炭及其製備工藝與應用的製作方法

2023-05-17 00:41:16

專利名稱：一種生物竹炭及其製備工藝與應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工環保領域，更具體地說，涉及一種生物竹炭的製備工藝，及其在含苯酚汙水治理中的應用。
背景技術：
活性炭由於其強吸附性能與具有巨大的比表面積，使其被用於汙水處理領域。但目前，工業用活性炭價格為6000 7000元/噸，使用成本高昂，限制其應用。中國發明專利ZL 200610112961. 7公開了一種活性炭載氧化鐵催化劑及其製備方法，用於含酚汙水和焦化廢水處理。它是以三氯化鐵和活性炭為原料，將氧化鐵載到活性炭上，於110 120°C乾燥6H，260 270°C固化12H，製得活性炭載氧化鐵催化劑。但其仍存在不足(1)製備過程需要在高溫條件下進行，工藝複雜、條件嚴格；(2) 製備工藝的要求高，間接帶來製備設備的成本高；(3)製備原料為活性炭，活性炭的製備與獲得的成本較高。綜上所述的不足，特別是製備工藝複雜、條件嚴格，限制了上述方法的廣泛應用。為了解決上述方法的不足，近年來竹炭作為一種新型環保材料，已應用於處理重金屬廢水、含氮廢水和有機廢水。我國是世界上竹類資源最豐富的國家，竹林面積484萬公頃，佔世界竹林總面積的五分之一。竹材熱解後形成竹炭，竹炭機械強度好，比表面積大，內外比表面上孔隙豐富，物理和化學性能穩定，價廉易得。竹炭作為一種新型環保材料，其吸附性能與活性炭相當，但價格卻遠遠低於活性炭。而且工業竹炭價格僅為2000 3000元 /噸。因此竹炭應用於處理重金屬廢水、含氮廢水和有機廢水也得到推崇。但竹炭用於汙水處理時，易較快達到吸附飽和，需要進行再生處理，導致使用成本增加，限制了其廣泛應用。

發明內容
本發明的目的是解決以上提出的問題，提供一種不需要再生處理、可以重複使用、 價格低廉、處理效果好、處理量大的用於處理含酚廢水的新型環保材料，並提供安全可行、 工藝簡單的製備工藝，及其在處理含酚廢水方面的應用。本發明的技術方案是這樣的一種生物竹炭，以竹炭為載體，竹炭上固定有微生物，所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。一種生物竹炭的製備工藝，以竹炭為載體，將經馴化後的微生物通過振蕩曝氣吸附法處理，固定在竹炭上；所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。作為優選，所述的竹炭的粒徑為8_ 10_，比表面積為350m2 .g—1 370m2 .g—1， 孔比容積為 0. 3mL · 0. 4mL · g-1。作為優選，所述的微生物馴化溫度為25 30°C，時長為7天 10天，菌液含水率為 92 % 94 %，菌計數濃度 4. OX IO8Cfu · mL_1 5. 0 X IO8Cfu · mL_1。
作為優選，所述的微生物馴化溫度為25°C，時長為7天 10天，菌液含水率為 92 % 94 %，菌計數濃度 4. OX IO8Cfu · mL_1 5. 0 X IO8Cfu · mL_1。作為優選，所述的微生物投加量與載體竹炭量的比例為IOOmL菌液10g竹炭。作為優選，所述的振蕩曝氣吸附法具體為25 30°C條件下，振蕩速度為 30r · mirT1 40r · mirT1，曝氣量為 0. 2Nm3 · IT1 0. 3Nm3 · tT1，處理時長為 5d 7d。作為優選，所述的振蕩曝氣吸附法具體為振蕩速度為30r · mirT1 40r · mirT1， 曝氣量為0. 2Nm3 · IT1 0. 3Nm3 · IT1，處理時長為5d 7d。上述的生物竹炭在含苯酚汙水治理中的應用。作為優選，生物竹炭處理含酚廢水的條件為pH值為5 8，溫度為25°C 30°C。本發明的有益效果如下1、竹炭作為微生物載體具有以下優點(1)竹炭價廉易得，是一種環保型材料；(2)竹炭物理、化學性能穩定，機械強度好，耐用性好；(3)竹炭內、外表面上的豐富孔隙可為微生物提供生長、棲息的場所。2、生物竹炭在水處理應用中具有以下優勢(1)載體材料價格低廉，可重複使用，載體成本低；(2)運行費用低、反應過程容易控制；(3)克服了竹炭在汙水淨化中易較快達到吸附飽和的缺陷。說明書附1是本發明所述的生物竹炭的製備流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明進行進一步詳細說明一種生物竹炭，以竹炭為載體，竹炭上固定有微生物，所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。生物竹炭製備工藝，製備流程見

圖1，步驟如下(1)載體為粒徑約8mm 10mm、比表面積S為350m2 · g"1 370m2 · g入孔比容積 Vp為0. 3mL 0. 4mL 的竹炭；竹炭經蒸餾水清洗後，進行烘乾；本實施例選用了載體為粒徑約9mm、比表面積S為355m2 · g—1、孔比容積Vp為0. 4mL · g-1的竹炭。(2)25 30°C條件下，微生物經7天 10天馴化後，以假單胞菌為主要生物相菌液，菌液含水率92 % 94 %，菌計數濃度4. OX IO8 5. OX IO8Cfu · mL"1 ；本實施例中，微生物馴化時長為7天，菌液含水率為92. 8%，菌計數濃度4. OX IO8Cfu · mL—1 5. OXlO8Cfu · Iiir1O(3)將步驟(2)製備的微生物與步驟(1)製備的載體竹炭，其投加量按比例IOOmL 菌液10g竹炭，進行配比。(4)竹炭固載微生物方法為25 30°C條件下，振蕩(振蕩速度30r · mirT1 40r · mirT1)曝氣吸附法處理5d 7d，曝氣量為0. 2Nm3 · h-1 0. 3Nm3 · h-1，製得生物竹炭； 本實施例中，振蕩曝氣吸附法具體為振蕩速度為30r ^irT1,曝氣量為0. 2Nm3化―1，處理時長為5d。
以下結合生物竹炭處理苯酚水樣的具體實施例來對本發明作進一步說明。如表1所示，生物竹炭處理含酚廢水的適宜條件pH5 8，溫度25 30°C。該生物竹炭處理苯酚初始濃度50mg · Γ1水樣8h，去除率可達93%以上；處理苯酚初始濃度 200mg · Γ1水樣20h，去除率為82%以上。表1生物竹炭處理含酚廢水的實驗結果和竹炭處理含酚廢水的實驗結果對比
權利要求
1.一種生物竹炭，其特徵在於，以竹炭為載體，竹炭上固定有微生物，所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。
2.一種生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，以竹炭為載體，將經馴化後的微生物通過振蕩曝氣吸附法處理，固定在竹炭上；所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。
3.根據權利要求2所述的生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，所述的竹炭的粒徑為 8mm IOmm,比表面積為 350m2 · 370m2 · 孔比容積為 0. 3mL · 0. 4mL · g-1。
4.根據權利要求2所述的生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，所述的微生物馴化溫度為25 30°C，時長為7天 10天，菌液含水率為92% 94%，菌計數濃度 4. OXlO8Cfu · mL_1 5. OXlO8Cfu · mlA
5.根據權利要求4所述的生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，所述的微生物馴化時長為7天，菌液含水率為92. 8%，菌計數濃度4. OXlO8Cfu · mL"1 5. OXlO8Cfu · mlA
6.根據權利要求2所述的生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，所述的微生物投加量與載體竹炭量的比例為IOOmL菌液10g竹炭。
7.根據權利要求2所述的生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，所述的振蕩曝氣吸附法具體為25 30°C條件下，振蕩速度為30r · min—1 40r · min—1，曝氣量為0. 2Nm3 · h-1 0. 3Nm3 · IT1，處理時長為5d 7d。
8.根據權利要求7所述的生物竹炭的製備工藝，其特徵在於，所述的振蕩曝氣吸附法具體為振蕩速度為30r · mirT1，曝氣量為0. 2Nm3 · h—1，處理時長為5d。
9.權利要求1所述的生物竹炭在含苯酚汙水治理中的應用。
10.根據權利要求9所述的生物竹炭在含苯酚汙水治理中的應用，其特徵在於，生物竹炭處理含酚廢水的條件為pH值為5 8，溫度為25°C 30°C。
全文摘要
本發明涉及一種生物竹炭、及其製備工藝，與其在含苯酚汙水治理中的應用。一種生物竹炭，以竹炭為載體，竹炭上固定有微生物，所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。一種生物竹炭的製備工藝，以竹炭為載體，將經馴化後的微生物通過振蕩曝氣吸附法處理，固定在竹炭上；所述的微生物含有假單胞菌生物相菌液。竹炭作為微生物載體的優點(1)竹炭價廉易得、環保；(2)竹炭物理、化學性能穩定，機械強度好，耐用性好；(3)竹炭內、外表面上的豐富孔隙可為微生物提供生長、棲息的場所。生物竹炭在水處理應用中的優點(1)可重複使用，載體成本低；(2)運行費用低、反應過程容易控制；(3)克服了竹炭在汙水淨化中易較快達到吸附飽和的缺陷。
文檔編號C02F101/34GK102557243SQ20121000803
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者劉東哲, 周偉, 周珊, 張海洋 申請人:浙江農林大學