專利名稱：藍(lán)藻水華活性炭及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藍(lán)藻水華活性炭及其制備方法。
背景技術(shù)：
水體富營(yíng)養(yǎng)化是目前世界各國(guó)所面臨的重大環(huán)境問(wèn)題。水體富營(yíng)養(yǎng)化帶來(lái)的一個(gè)突 出的問(wèn)題是藍(lán)藻水華的暴發(fā)。大規(guī)模的藍(lán)藻水華降低了水資源利用效能，引起嚴(yán)重的生 態(tài)破壞及巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而藍(lán)藻毒素的產(chǎn)生給公眾健康帶來(lái)極大隱患。有關(guān)藍(lán)藻毒素 中毒的事件也時(shí)有報(bào)道。藍(lán)藻是一類古老的生物，其除具有自養(yǎng)性生活方式而歸并于紅 藻、褐藻或綠藻等藻類，此外幾乎無(wú)任何理由稱之為藻類。從細(xì)胞學(xué)觀點(diǎn)加以考慮，實(shí)際
上它與細(xì)菌更為接近，它具有70S核糖體和含有胞壁質(zhì)的細(xì)胞壁，并缺乏真正的細(xì)胞核。 藍(lán)藻極能耐受干燥、強(qiáng)的離子濃度改變、有機(jī)物分解過(guò)多而產(chǎn)生的物質(zhì)、缺氧、溫度改 變以及缺乏光照等不良的環(huán)境條件。藍(lán)藻水華是在富營(yíng)養(yǎng)湖泊中快速生長(zhǎng)，在水體表層 大量聚集而形成的肉眼可見(jiàn)的藻類聚集現(xiàn)象。在高溫氣候條件下，構(gòu)成水華的藍(lán)藻群體 大量滋生后又大量死亡，分解時(shí)散發(fā)出難以忍受的惡臭、污染空氣，同時(shí)大量消耗水 中溶解的氧氣，常造成大批魚(yú)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(qiáng)致癌物質(zhì)。目前"藍(lán)藻水華"成為當(dāng)前困擾中國(guó)水環(huán)境的一大難題。中國(guó)污染 最為嚴(yán)重的太湖、巢湖、滇池等"三湖"相繼出現(xiàn)藍(lán)藻爆發(fā)，給當(dāng)?shù)孛癖娚a(chǎn)生活造成較 大影響。如果能將藍(lán)藻水華不斷從水體中捕撈出來(lái)，隨著藍(lán)藻水華生物量的降低，水體 的氮磷水平將會(huì)逐漸降低，如此日積月累，水體將恢復(fù)到自然狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)藍(lán)藻水華 的治理。通過(guò)對(duì)廢水廢物進(jìn)行資源化利用，從而達(dá)到治理污染、降低治污成本的目的， 是環(huán)?？萍嫉囊粋€(gè)重要領(lǐng)域。
活性炭具有較強(qiáng)的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸堿、耐熱、不溶 于水和有機(jī)溶劑、易再生等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型吸附劑?；钚蕴繌V泛用于工業(yè)三廢 治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫(yī)藥、黃金提取、半導(dǎo)體應(yīng)用、電池和電能貯 存等。
絕大部分含碳物質(zhì)都可制備活性炭，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(rèn)為果殼是制備活性炭的最佳原料，但我國(guó)果殼資源十分有限，且不易集中、 貯存，價(jià)格昂貴。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)各種價(jià)格較低、來(lái)源廣泛的廢棄物相繼進(jìn)行了制備 活性炭的試驗(yàn)。目前由廢棄物制得的活性炭性能并不高，實(shí)際應(yīng)用還較少，但因其價(jià)格 低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且綠色無(wú)毒而日益受到青睞。
國(guó)內(nèi)已研究了采用竹類、煙桿、甘蔗渣、麥秸、稻殼、棉桿、核桃殼和活性污泥等廢棄物制備活性炭。要滿足制得的活性炭性能穩(wěn)定、成本較低等要求，原材料必須質(zhì)量 穩(wěn)定、容易獲取，同時(shí)要求生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)了化學(xué)活化法、 物理活化法、化學(xué)物理法、催化活化法、超臨界技術(shù)、微波加熱等方法制備活性炭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種藍(lán)藻水華活性炭以及這種活性炭的制備方法，本發(fā)明的方 法能有效地利用藍(lán)藻水華生產(chǎn)活性炭，開(kāi)辟了藍(lán)藻水華資源化利用新途徑，不僅可節(jié)約 資源且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。最終而達(dá)到治理污染、降低治污成本的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的這種藍(lán)藻水華活性炭是由烘干的藍(lán)藻水華藻泥在250 *0 600^高溫處理0.5~2小時(shí)制備而成。所得藍(lán)藻水華活性炭粒度為0.074mm,碘吸 附值為966mg/g,亞甲基藍(lán)脫色力為115mg/g。
本發(fā)明的藍(lán)藻水華活性炭的制備方法由以下歩驟組成
(1) 采用絮凝法收集藍(lán)藻水華，制備藻泥；
(2) 藍(lán)藻水華藻泥用ZnCl2浸漬,ZnCl2與藍(lán)藻水華藻泥干基的質(zhì)量比為20 150 0/0。
(3) 上述藍(lán)藻水華藻泥在100 11(TC下脫水，烘干；
(4) 將烘干的藍(lán)藻水華藻泥在缺氧狀態(tài)下，在250C 600r高溫處理0.5~2小時(shí)， 冷卻，即得藍(lán)藻水華活性炭。
由于藍(lán)藻水華中含有較豐富的營(yíng)養(yǎng)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(lái)看，藍(lán)藻水華是巨大的資源庫(kù)。由于藍(lán)藻含碳率高，暴發(fā)時(shí)生物量巨大， 材料易得、原料充足、價(jià)格低廉，本發(fā)明能有效地利用藍(lán)藻水華生產(chǎn)活性炭，不僅可節(jié) 約資源且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。最終而達(dá)到治理污染、降低治污成本的目的，也開(kāi)辟了 藍(lán)藻水華資源化利用新途徑。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
(1 )藍(lán)藻水華陽(yáng)離子改性粘土絮凝分離,將一定體積藍(lán)藻水華中加入600 1000 ppm 的陽(yáng)離子改性粘土，攪拌均勻，靜置10分鐘后80目篩過(guò)濾，收集藻泥；
(2) 藍(lán)藻水華拔化鋅浸漬及微波輻射干燥，將水分含量80X的200g藍(lán)藻水華藻 泥，與50g瓶化鋅和50g碳酸氫鈉于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(lán)藻水華液相炭化活化，炭化時(shí)，炭化瓶?jī)?nèi)加入液體石蠟300ml和氯化鋅浸漬
的藍(lán)藻水華干粉i50g,加熱炭化瓶。隨著液體石蠟溫度逐步升高，超過(guò)ioox:，藍(lán)藻水 華干粉中碳酸氫鈉即開(kāi)始分解，釋放出二氧化碳。溫度繼續(xù)升高，分解加快。在nox:
180",約經(jīng)過(guò)30min,碳酸氫鈉即全部分解為碳酸鈉。釋放出的二氧化碳彌漫于液體 石蠟上方，與水封瓶一起形成一個(gè)缺氧的炭化環(huán)境。同時(shí)，藍(lán)藻水華干粉中殘留的水分汽化，由蒸餾接頭上升進(jìn)入冷凝器，凝成液體滴入水封瓶?jī)?nèi)。溫度高于3oox:,液體石 蠟氣化，上升進(jìn)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(shí)，炭化和活化過(guò)程結(jié)束；
(4) 脫蠟，脫蠟時(shí)，將待脫蠟樣品包在脫脂濾紙包內(nèi)，放入提取管內(nèi)。提取瓶?jī)?nèi)加 入無(wú)水乙醇，加熱提取瓶，無(wú)水乙醇?xì)饣蛇B接管上升進(jìn)入冷凝器，凝成液體滴入提 取管內(nèi)，浸提樣品中液體石蠟。待提取管內(nèi)無(wú)水乙醇液面達(dá)到一定高度，溶有液體石蠟 的無(wú)水乙醇經(jīng)虹吸管流入提取瓶。流入提取瓶?jī)?nèi)的無(wú)水乙醇繼續(xù)被加熱氣化、上升、冷
凝，滴入提取管內(nèi)，如此循環(huán)往復(fù)，直到液體石蠟抽提完全為止
(5) 酸洗、漂洗及微波輻射干燥，酸洗采用濃度為20%的鹽酸溶液，時(shí)間為8h，酸 洗后采用真空抽濾漂洗工藝，用去離子水將物料的pH值洗至7.0。置于三角瓶中，放 入微波溶樣爐中，高檔加熱，直至瓶頸部位無(wú)水珠凝結(jié)為ll:。
實(shí)施例2:
將藍(lán)藻水華藻泥在IOO'C下脫水、烘干，在密封性能較好的電爐中缺氧狀態(tài)下加溫 至25(TC使藍(lán)藻水華藻泥均勻受熱2小時(shí)，冷卻、粉碎，各別篩取過(guò)200目篩網(wǎng)制得藍(lán) 藻水華活性炭。 實(shí)施例3:
將藍(lán)藻水華藻泥微波溶樣爐中在IIOX:下脫水、烘干，在電爐中加溫至40(TC，受 熱1.5小時(shí)，其它步驟同實(shí)施例1制得藍(lán)藻水華活性炭。 實(shí)施例4:
將藍(lán)藻水華藻泥在105'C下脫水、烘干，在電爐屮加溫至60(TC，受熱1.0小時(shí)，其 它步驟同實(shí)施例1制得藍(lán)藻水華活性炭。 實(shí)施例5
藍(lán)藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍(lán)藻水華藻泥千基的質(zhì)量比為20%，再在105 匸脫水、烘干，在500X:髙溫下加熱1小時(shí)，冷卻，粉碎，過(guò)200目篩網(wǎng)制得藍(lán)藻水華 活性炭。 實(shí)施例6:
藍(lán)藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍(lán)藻水華藻泥干基的質(zhì)量比為100%，其它歩 驟同實(shí)施例5，制成藍(lán)藻水華活性炭。 實(shí)施例7
藍(lán)藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍(lán)藻水華藻泥千基的質(zhì)量比為100%，其它歩 驟同實(shí)施例5，制成藍(lán)藻水華活性炭。
上述制備的各種藍(lán)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(lán)脫色力為115mg/g，表明制備的藍(lán)藻水華活性炭具有良好的活性炭性能。
權(quán)利要求
1、一種藍(lán)藻水華活性炭，其特征在于它由烘干的藍(lán)藻水華藻泥在250℃～600℃高溫處理0.5～2小時(shí)制備而成。
2、 一種制備權(quán)利要求1所述的藍(lán)藻水華活性炭的方法，其特征在于由以下步驟組成:(1) 采用絮凝法收集藍(lán)藻水華，制備藻泥(2) 藍(lán)藻水華藻泥用ZnCl2浸漬，ZnCl2與藍(lán)藻水華藻泥干基的質(zhì)量比為20 150%;(3) 上述藍(lán)藻水華藻泥在100 110匸下脫水，烘干；(4) 將烘干的藍(lán)藻水華藻泥在缺氧狀態(tài)下，在25010 600"高溫處理0.5 2小時(shí)， 冷卻，即得藍(lán)藻水華活性炭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種藍(lán)藻水華活性炭及其制備方法，該活性炭是由烘干的藍(lán)藻水華藻泥在250℃～600℃高溫處理0.5～2小時(shí)制備而成。本發(fā)明開(kāi)辟了藍(lán)藻水華資源化利用新途徑，該制備方法能有效地利用藍(lán)藻水華生產(chǎn)活性炭，不僅可節(jié)約資源且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，最終而達(dá)到治理污染、降低治污成本的目的。
文檔編號(hào)C01B31/00GK101298327SQ20081005806
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者李文鵬, 蘇睿哲, 韓金均 申請(qǐng)人:云南大學(xué)