一种水处理去除LAS的短管状竹炭填料的制备方法

一种水处理去除las的短管状竹炭填料的制备方法
技术领域
1.本发明新型属于污水处理领域，具体涉及一种水处理去除las的短管状竹炭填料的制备方法。


背景技术：

2.las，又称直链烷基苯磺酸钠，属于阴离子表面活性剂，是我们日常洗涤剂中的常见组成成分，在我们日常所用的洗涤剂和化妆品中含有大量的las。las属于生物难降解物质，在水中易起泡，覆盖在在水体表面，从而阻隔水体与空气的接触，削弱水体的复氧和充氧能力。大量的las排入水体中，还会造成水体富营养化，阻碍水体的自净，导致水体变成黑臭水体。过量的las还会破坏蛋白质的结构，影响酶的活性，危害人体和生物的生命安全。
3.las排放量的增加，加重了水体的净化压力，如果不加处理，必将会影响到水环境的安全。如今las的去除方法仍存在难度大且未考虑在处理污水中las的同时去除其他污染物等问题，如申请号为201811452400.0，发明名称为一种加拿大一枝黄花茎秆生物炭在去除洗涤废水中las的应用，其公开的制备步骤较复杂；如申请号为201811654806.7，发明名称为一种las废水曝气处理装置，其装置需要建筑专门的曝气池等，成本高；以上两篇专利技术方案只关注于去除las，未考虑同时去除废水中的其他污染物。此外，为了解决前人利用竹炭填料处理las中的不足，制备一种具备去除污水中las能力，并且能够强化对污水的综合处理效果的填料，具有非常大的实用意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水处理去除las的短管状竹炭填料的制备方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
6.一种水处理去除las的短管状竹炭填料的制备方法，包括以下步骤：
7.步骤(1)将竹炭管按照一定长度锯成多个中空的短管状竹炭；
8.步骤(2)将步骤(1)所得的短管状竹炭，放入烧杯中，用自来水浸泡，再一起放进超声仪器中，进行超声处理；
9.步骤(3)将步骤(2)超声处理后的短管状竹炭取出，用自来水冲洗竹炭短管；
10.步骤(4)将步骤(3)所得短管状竹炭放入烘干机内烘干；
11.步骤(5)将步骤(4)所得短管状竹炭用聚氨酯泡沫将铁粉粘合在短管状竹炭外表面，制得可去除las的短管状竹炭填料。
12.将竹炭制成中空，可以解决短管状竹炭中间的竹节堵塞的问题，从而避免出现死水的现象；同时，根据浅池理论，中空状的竹炭管填料倾斜一定角度放置时，可以作为小型的斜管沉淀池，起到去除污水中颗粒的作用，并且利用了竹炭良好的吸附性能，提高了颗粒的去除率，中空状的填料还解决了传统填料易堵塞的问题；此外，还发挥了竹炭亲水性好的性能，短管状的竹炭能够作为微生物生长的载体，加强了污水处理中生物处理的效果。
13.可以在制成的竹炭填料一端开两个孔，用于绳索的绑定，将竹炭载体串联绑在一起进而固定，放入污水中进行水处理的时候，便于竹炭载体的管理和回收。
14.优选地，步骤(2)中在100khz的频率下超声处理2小时。选择100khz的频率可以更好改变竹炭表面的形貌，使得竹炭结构变得更加凹凸，能够增大竹炭的比表面积和提高竹炭的孔隙率，增大吸附效能，过低的频率不能让竹炭有明显的改变，过高的频率则会过度破坏竹炭的结构；选择2小时的超声时间，因为超声时间越长，清理竹炭内部空隙中夹杂的杂物效果越好，使得竹炭空隙率更大，但是过长时间的处理，能耗损失大，经济价值不高。
15.进一步地，步骤(5)中所采用的铁粉为100目铁粉，fe含量大于98％，短管状竹炭、100目铁粉的重量比为1：1。聚氨酯泡沫作为竹炭和铁粉的粘合剂。因为聚氨酯泡沫作为粘合剂，粘合后聚氨酯具有较高的空隙率，这既可以更好让铁粉粘合在竹炭表面，又可以拦截一定粒径范围内的颗粒。
16.铁粉粘合在短管状竹炭的外表面，是为了能够形成铁碳原电池，fe先被氧化成为fe
2+
，再进而氧化成fe
3+
，fe
3+
会吸附在竹炭短管外表面，一部分成为fe(oh)3胶体促进絮凝，增大该填料的水处理能力，提高填料对污水的处理效率。
17.进一步地，步骤(4)中烘干温度为100℃。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明制成的一种可去除las的短管状水处理竹炭填料，在专门针对污水中las的去除的同时，还考虑到了污水中污染物的多样性，利用竹炭的吸附特性，增强填料的水处理净化能力；利用短管状填料中空的特性，倾斜一定角度形成小型的斜管沉淀池，解决了常规填料易堵塞的问题；利用竹炭的亲水性，有利于生物膜的生长，强化水处理能力；此外，本发明所需竹炭等原料易得，成本低，有较大的经济效益。
附图说明
20.图1为竹炭载体示意图；
21.图2为各实施例对las的去除率图；
22.图中：1.短管状竹炭；2.绳子；3.1号绳索孔；4.2号绳索孔。
具体实施方式
23.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
24.本发明具有多个实施例，均可制成短管状竹炭填料，在此对不同实施例的具体制备和对las的去除效率进行阐述。
25.实施例1
26.如图1所示，一种水处理去除las的短管状竹炭填料的制备方法，包括以下步骤：
27.步骤(1)将竹炭管按照一定长度锯成多个中空的短管状竹炭1；
28.步骤(2)将步骤(1)所得的短管状竹炭，放入烧杯中，用自来水浸泡，再一起放进超声仪器中，在100khz的频率下超声处理2小时；
29.步骤(3)将步骤(2)超声处理后的短管状竹炭取出，用自来水冲洗竹炭短管；
30.步骤(4)将步骤(3)所得短管状竹炭放入烘干机内烘干，烘干温度为100℃；
31.步骤(5)将步骤(4)所得短管状竹炭用聚氨酯泡沫将100目铁粉粘合在短管状竹炭
外表面，制得可去除las的短管状竹炭填料，短管状竹炭与100目铁粉重量比为1:1。
32.如图1，在制配完成的短管状竹炭填料的相对两侧各开设一个用于穿过绳子2的孔，分别为1号绳索孔3和2号绳索孔4，多个短管状竹炭填料并排穿过绳子，可以根据竹炭填料的多少来确定绳子的长度，实际应用时绳子可以绑在处理池的两端，并排的中空短管状竹炭填料在进行水处理的同时，还起到了斜管沉淀池的作用。
33.将上述实施例1短管状竹炭填料投放进污水中进行污水处理过程中，需要进行曝气。超声处理能够增大竹炭的比表面积和提高竹炭的孔隙率，增强吸附能力。
34.实施例2
35.本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(2)，其他步骤相同，本实施例中步骤(2)，将步骤(1)所得的短管状竹炭，放入烧杯中用2mol
·
l
‑1的hno3溶液浸泡24小时，期间需要用塑料膜盖住烧杯口减少hno3的挥发。
36.将上述实施例2的短管状竹炭填料投放进污水中进行污水处理过程中，需要进行曝气。
37.硝酸处理能够去除竹炭表面的有机物，使竹炭表面粗糙，更加有利于吸附，并且可以增强竹炭的亲水性，使其挂膜量增加。
38.实施例3
39.本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(5)，在步骤(4)烘干处理后，将短管状竹炭研磨粉碎，将100目铁粉和磨碎后的炭粉按照重量比例1：1用聚氨酯泡沫粘合剂制成直径约25mm的小球，从而制成实施例3球状竹炭填料。该竹炭载体投放进入污水进行污水处理过程中，需要进行曝气。填料球状的设计，有利于在水处理设备中的排放。
40.上述实施例的制备方案如表1所示。
41.表1竹炭填料制备方案表
42.编号处理方法填料形状粘合剂粘合物实施例1超声处理中空短管状聚氨酯泡沫100目铁粉实施例2酸处理中空短管状聚氨酯泡沫100目铁粉实施例3超声处理球状聚氨酯泡沫100目铁粉
43.通过实验比较上述三个实施例在应用中对20mg
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‑1的las溶液的去除效果。具体实验操作如下，在各烧杯中配备好20mg
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‑1的las溶液，分别加入三种实施例制备得到的竹炭填料，通过小型气泵进行曝气，分别取出30min、1h、2h、3h、4h、5h的样液进行测量，所得las的去除率如图2。
44.由图2可知，在竹炭同为中空短管状的设计下，实施例1超声处理后的竹炭填料对las的去除率要高于实施例2酸处理后的竹炭填料对las的去除率。在同为超声处理的条件下，实施例1中空短管状设计对las的去除率要高于实施例3球状设计对las去除率。并且与酸处理的方式相比较，超声处理更为方便且安全。由此可见超声处理的中空短管状竹炭填料具有对las更佳的处理效果。
45.本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。