專利名稱：一種活性炭纖維氈去除水中三聚氰酸及電脫附再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方法涉及廢水中三聚氰酸的去除以及活性炭纖維氈再生的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用活性炭纖維氈吸附去除泳池廢水中的三聚氰酸并通過電脫附對活性炭纖維氈再生實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用的方法。
背景技術(shù)：
三聚氰酸是一種三嗪類含氮雜環(huán)化合物，三聚氰酸和三氯異氰尿酸還是食品防腐劑、漂白劑、農(nóng)藥、除草劑、消毒劑以及氯穩(wěn)定劑的原料。三聚氰酸常與氯類消毒劑共用于游泳池消毒，以減緩起消毒作用的氯氣被陽光分解的速度。而且三聚氰胺與三聚氰酸同時攝入體內(nèi)，二者依靠分子結(jié)構(gòu)上的氫氧基與氨基之間形成水合鍵而相互連接，這種連接可以反復(fù)進(jìn)行，形成一個網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，最終形成不溶于水的大分子復(fù)合物，并沉積下來，形成結(jié)石。 對人體健康和生物環(huán)境危害極大，屬處理難度較大的化合物。目前主要用氧化法、電解法、 離子交換吸附等方法對三聚氰酸廢水進(jìn)行處理，這些方法存在著處理效率低，成本高、操作復(fù)雜、處理劑不能循環(huán)利用、造成二次污染等缺點(diǎn)，難以在實(shí)際廢水處理中進(jìn)行廣泛應(yīng)用?；钚蕴坷w維氈是繼粉狀和粒狀活性炭之后在碳纖維和活性炭結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代新型、高效、多功能的纖維狀吸附材料，一般是用天然纖維或人造有機(jī)化學(xué)纖維經(jīng)過碳化、活化處理而制成，其主要成分由碳原子以類似石墨微晶片、乳層堆疊的形式存在，由于表面分布大量狹窄而均勻的微孔且比表面積巨大，對有機(jī)物的吸附具有大的吸附容量和很高的吸附效率；另外其脫附速度快，再生比較容易；并有很好的耐熱、耐酸堿、良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)；目前已被廣泛應(yīng)用于國防、環(huán)境保護(hù)、化學(xué)工藝、醫(yī)療衛(wèi)生、電化學(xué)等領(lǐng)域并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。吸附指物質(zhì)(主要是固體物質(zhì))表面吸住周圍介質(zhì)(液體或氣體)中的分子或離子現(xiàn)象。吸附屬于一種傳質(zhì)過程，物質(zhì)內(nèi)部的分子和周圍分子有互相吸引的引力，但物質(zhì)表面的分子，其中相對物質(zhì)外部的作用力沒有充分發(fā)揮，所以液體或固體物質(zhì)的表面可以吸附其他的液體或氣體，尤其是表面面積很大的情況下，這種吸附力能產(chǎn)生很大的作用，所以工業(yè)上經(jīng)常利用大表面積的物質(zhì)進(jìn)行吸附，利用吸附劑去除廢水中的難處理的物質(zhì)，是一種十分高效、環(huán)保、節(jié)能的方法，也是近年來的研究熱點(diǎn)。電脫附主要是指在直流電場的作用下，吸附劑表面吸附的物質(zhì)因電泳力的作用脫附下來，使吸附劑能活化再生，達(dá)到循環(huán)利用的目的，是目前正在研究的新型再生技術(shù)。該方法操作方便且效率高、能耗低，其處理對象所受局限性較小，處理工藝完善，可以避免二次污染?，F(xiàn)有技術(shù)中從未有過利用活性炭纖維氈吸附去除水中三聚氰酸并通過電脫附對活性炭纖維氈進(jìn)行再生循環(huán)利用的報道，目前利用活性炭纖維氈吸附去除法是對三聚氰酸處理最為環(huán)保，成本最低，去除率較高，最有利于工業(yè)化的方法
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中未解決的問題，提供了一種工藝流程簡單、收益大、能耗低、效率高的利用活性炭纖維氈吸附去除游泳池廢水中的三聚氰酸并通過電脫附再生活性炭纖維氈實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的方法，其技術(shù)方案如下步驟一、將活性炭纖維氈置入游泳池廢水中，在恒溫25°C及勻速攪拌條件下進(jìn)行吸附；步驟二、將吸附使用后的活性炭纖維氈取出，包裹在純鈦片上作為陰極，選擇相同尺寸的純鈦片作為陽極，然后將陰、陽極同時置入具有一定電解質(zhì)濃度的清水中，通電，恒溫25°C恒電流40mA條件下進(jìn)行電脫附，即可實(shí)現(xiàn)活性炭纖維氈的再生；并且還可以實(shí)現(xiàn)對游泳池廢水中三聚氰酸的富集回收，三聚氰酸脫附至清水中后可以作為泳池水的補(bǔ)給。所述游泳池廢水的pH值為6. 0-8. O,最佳pH值為7. O。所述游泳池廢水中的NaCl濃度為O. 0-0. lmol/L，優(yōu)選濃度為O. 0-0. 05mol/L，最佳濃度為O. OmoI/L0所述步驟二中的電解質(zhì)為NaCl，其濃度為O. 05-0. lmol/L，最佳濃度為O. 05mol/ L0所述的吸附時間為3_5h，最佳時間為4h。所述的電脫附時間為5_30min,優(yōu)選為5_20min,最佳為15min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下I、活性炭纖維氈對三聚氰酸的處理效果較好，較其他現(xiàn)有方法而言，效率高，成本低，適合于工業(yè)化；2、吸附富集和電脫附不會破壞三聚氰酸的結(jié)構(gòu)，因此在活性炭纖維氈電脫附再生的過程中，被吸附的三聚氰酸可以通過脫附至潔凈的水中，回收利用作為新鮮泳池水的補(bǔ)
5口 O3、整個工藝操作過程簡單易行，成本較低，效率高，時間短，能實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，收益大。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，應(yīng)理解，以下實(shí)施例不以任何方式對本發(fā)明的保護(hù)范圍造成限制。由于實(shí)際泳池廢水中三聚氰酸濃度約為500±50mg/L，pH約為6. 0-8. O ;鹽濃度約為O. 0-0. lmol/L,以下實(shí)施例1-19中所用的三聚氰酸泳池廢水均為模擬廢水，水溶液中的鹽分及所述的電解質(zhì)用NaCl代替，三聚氰酸由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。實(shí)施例I :配置濃度為500mg/L、NaCl濃度為O. Omol/L、pH = 7. O的三聚氰酸溶液200mL， 置入尺寸為3cmX6cm的活性炭纖維氈(購自山東雪圣科技股份有限公司，比表面積為 2500cm2/g,以下實(shí)施例同)，在恒溫25°C，勻速攪拌條件下吸附4h后，將吸附使用后的活性炭纖維氈裹在尺寸為3cmX 3cm的純鈦片上作為陰極，尺寸為3cmX 3cm的純鈦片作為陽極， 將陰、陽極同時置入200mL含有0.05mol/L NaCl的清水(二次蒸餾水)中，通電，在恒溫 25 °C,恒電流40mA的條件下,脫附20min。去除率及脫附率的測定采用日立L-7000型高效液相色譜儀檢測吸附和脫附體系中三聚氰酸的初始濃度、吸附后的濃度和脫附前的濃度、脫附后的濃度，以計算本發(fā)明方法的吸附去除率(活性炭纖維氈吸附去除的三聚氰酸的量占反應(yīng)體系中三聚氰酸總量的百分比)和脫附率(電脫附脫去的三聚氰酸的量占脫附前活性碳纖維氈上所吸附的三聚氰酸總量的百分比)。首先稱取一定量三聚氰酸，以二次蒸餾水作為溶劑，分別配置一系列濃度的三聚氰酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，用HPLC進(jìn)行測定，以峰面積對濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線確定待測溶液的濃度，由濃度變化顯示對三聚氰酸的吸附效果。最終測得活性炭纖維氈對三聚氰酸的吸附去除率為76. 2%，電脫附對活性炭纖維氈上的三聚氰酸的脫附率為92. 8%。以下實(shí)施例中檢測方法和計算方法與實(shí)施例I相同。實(shí)施例2-7實(shí)施例2-7中的三聚氰酸水溶液體系的體積均為200mL，濃度均為500mg/L，pH =
6.0，吸附反應(yīng)的部分其他條件和結(jié)果列于表1，脫附反應(yīng)的條件和結(jié)果列于表4，其余未做說明的吸附和脫附操作條件均同實(shí)施例I。表I
權(quán)利要求
1.一種利用活性炭纖維氈吸附去除游泳池廢水中的三聚氰酸并通過電脫附再生活性炭纖維氈實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的方法，其步驟如下步驟一、將活性炭纖維氈置入游泳池廢水中，在恒溫25°c及勻速攪拌條件下進(jìn)行吸附；步驟二、將吸附使用后的活性炭纖維氈取出，包裹在純鈦片上作為陰極，選擇相同尺寸的純鈦片作為陽極，然后將陰、陽極同時置入具有一定電解質(zhì)濃度的清水中，通電，恒溫 25°C恒電流40mA條件下進(jìn)行電脫附，即可實(shí)現(xiàn)活性炭纖維氈的再生；所述游泳池廢水的PH值為6. 0-8. O ；所述游泳池廢水中的NaCl濃度為O. 0-0. lmol/L ；所述步驟二中的電解質(zhì)為NaCl，其濃度為O. 05-0. lmol/L ；所述的吸附時間為3-5h，所述的電脫附時間為5-30min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述游泳池廢水的pH值為7.O。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述游泳池廢水中的NaCl濃度為·O.0-0. 05mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述游泳池廢水中的NaCl濃度為·O.Omol/Lo
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟二中的電解質(zhì)NaCl的濃度為·0.05mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的方法，其特征在于:所述的吸附時間為4h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的方法，其特征在于:所述的電脫附時間為5-20min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述的電脫附時間為15min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活性炭纖維氈吸附去除游泳池廢水中的三聚氰酸并通過電脫附再生活性炭纖維氈實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的方法，其技術(shù)方案如下步驟一、將活性炭纖維氈置入一系列不同鹽濃度、不同pH環(huán)境條件的模擬游泳池廢水的三聚氰酸溶液中，在恒溫及勻速攪拌條件下達(dá)到吸附平衡；步驟二、將吸附使用后的活性炭纖維氈包裹在純鈦片作為陰極，選擇相同尺寸的純鈦片作為陽極，將陰陽極同時置入具有一定電解質(zhì)濃度的清水中，通電，恒溫恒電流條件下達(dá)到電脫附平衡，對活性炭纖維氈進(jìn)行循環(huán)再生利用及對泳池廢水中的三聚氰酸進(jìn)行富集回收，并脫附至新鮮水中作為泳池水的補(bǔ)給。本發(fā)明方法工藝流程簡單、收益大、節(jié)省能耗、效率高適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C02F101/34GK102583628SQ20121004782
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者孫杰, 杜冬云, 胡晶晶, 鄧克儉 申請人:中南民族大學(xué)