一种用于污水处理的活性炭复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水处理材料领域，具体是一种用于污水处理的活性炭复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]水的污染有两类:一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类:
一、化学性污染
污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类:(I)无机污染物质:污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的PH值发生变化，妨碍水体自净作用，还会腐蚀船舶和水下建筑物，影响渔业。
[0003](2)无机有毒物质:污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质，主要有汞、镉、铅、砷等元素。
[0004](3)有机有毒物质:污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质，化学性质很稳定，很难被生物所分解。
[0005](4)需氧污染物质:生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。
[0006](5)植物营养物质:主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质，以及农田排水中残余的氮和磷。
[0007](6)油类污染物质:主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。
[0008]二、物理性污染
物理性污染包括:
(O悬浮物质污染:悬浮物质是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利。
[0009](2)热污染:来自各种工业过程的冷却水，若不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。
[0010](3)放射性污染:由于原子能工业的发展，放射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射性污染。
[0011]三、生物性污染生活污水，特别是医院污水和某些工业废水污染水体后，往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌，如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体，随水流动而传播。一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病，如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。由此看见保护我们的地球环境，防止工业污染和病原微生物对水体的污染也是保护环境，更是保障人体健康的一大课题。
[0012]目前市场上用于水处理的活性炭材料，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将污染物与水进行分离。活性炭由于具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此对水中溶解态有机物如酚类化合物等具有较强的吸附能力，适用于饮用水深度净化。但采用活性炭为水处理剂，存在一些问题，如活性炭的吸附量与成本的比值还需进一步提高，且其吸附为物理吸附，容易在吸附过程中脱附，造成二次污染。为了在这样的用途中有效地发挥功能，要求活性炭具有适当的物性，提出了通过改良活性炭以提高各种特性的技术。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提供一种吸附能力高、对重金属吸附稳定、无二次污染的一种用于污水处理的活性炭复合材料及其制备方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0014]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种用于污水处理的活性炭复合材料，由以下按照重量份的原料组成:活性炭35-50份、金属阳离子絮凝剂5-10份、硝基甲烷2-6份、硝酸镍5-10份、石蜡1-5份、硅藻土 3-7份、纳米二氧化钛粉体5-10份、蒙脱石I O-15份、氧化铁1-5份、氧化锰1-10份、季铵盐5-10份、钛酸四丁酯3-8份。
[0015]作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照重量份的原料组成:活性炭40-45份、金属阳离子絮凝剂6-8份、硝基甲烷3-5份、硝酸镍6-8份、石蜡2-4份、硅藻土 4_6份、纳米二氧化钛粉体6-8份、蒙脱石12-14份、氧化铁2-4份、氧化猛3-7份、季钱盐6_8份、钛酸四丁酯4-6份。
[0016]作为本发明的进一步方案，本发明由以下按照重量份的原料组成:活性炭42份、金属阳离子絮凝剂7份、硝基甲烷4份、硝酸镍7份、石蜡3份、硅藻土 5份、纳米二氧化钛粉体7份、蒙脱石13份、氧化铁3份、氧化锰5份、季铵盐7份、钛酸四丁酯5份。
[0017]本发明还提供一种用于污水处理的活性炭复合材料的制备方法，由以下步骤组成:
1)将活性炭与钛酸四丁酯研磨，过100目筛，制得混合物A;
2)将金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、硅藻土与蒙脱石混合后，再加入其10-15倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为:温度55°C，超声功率500W，超声时间55min ;制得混合物B ；
3)将其余组分混合后，再加入其8-12倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为:温度60°C，超声功率450W，超声时间60min ;制得混合物C ；
4)将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为:温度55°C，超声功率400W，超声时间55min ;制得混合物D ；
5)将混合物D置入100°C的烘箱中烘干，制得混合物E; 6)将混合物E置入反应釜中高温煅烧6h，高温煅烧温度为650°C，再降至室温，即得一种用于污水处理的活性炭复合材料。
[0018]活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭有着广泛的用
途，为了提高活性炭的应用质量，需要对采用物理法生产的活性炭进行酸化处理，本发明选用粉碎后的活性炭，活性炭的颗粒细度< 0.5毫米。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明组分经过超声、煅烧等工艺后，形成结构稳定的复合材料，提高了水质净化效果，无二次污染的优点，同时，具有高吸附能力，较好的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高等特点。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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