本发明专利技术属于水处理技术领域，具体涉及一种利用竹炭对饮用水中丹宁酸的处理方法。针对饮用水中丹宁酸的有效去除，对市购竹炭进行酸活化改性，其方法为：将市购粒径为10-20mm的竹炭加入4mol/L的盐酸进行酸活化反应。并以盐酸活化改性的竹炭作为吸附剂，通过吸附实验，考察吸附时间、pH值等因素对丹宁酸吸附效果的影响。结果表明，在水溶液在弱酸性条件下，投加0.4g/L吸附剂量，吸附时间为60min时对丹宁酸的吸附容量最高可达到48.36mg/g。本发明专利技术依据丹宁酸的化学特性，对竹炭进行改性，从而具有处理工艺简单、能耗低、效率高等特点，对于去除饮用水中溶解性有机物——丹宁酸有较广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种利用竹炭(BC)对饮用水中丹宁酸的处理方法。
技术介绍
丹宁酸是自然界中典型的可溶性有机物(D0M)，其分子结构与腐殖酸相似，以多元苯环为骨架，分子中含有羟基、羧基等官能团，其多酚羟基的结构赋予它独特的化学特性和生理活性。它既是一种强固定剂，能固定许多蛋白质以及糖类衍生物，又是一种媒染剂，能增强对某些重金属的吸收。有研究表明，丹宁酸具有抗炎症作用，但也是大骨节病的致病因素之一，在饮用水氯消毒过程中可与氯结合后最终生成三氯甲烷类(THMs)强致癌物质。随着丹宁酸在日化、医药、食品行业中广泛应用，丹宁酸废水排入到环境中会带来一系列的水环境生态问题。因此，丹宁酸已成为饮用水安全控制对象，高效去除饮用水中丹宁酸对于饮用水安全控制意义重大。目前，常用的去除水体中丹宁酸的技术有混凝沉淀法、氧化法、吸附法、电化学法、膜蒸馏法和生物法等 。尽管上述技术在特定的环境下都具有一定去除效果，但这些技术本身都存在一定的局限性。如应用广泛的混凝沉淀法不但去除率不高，还会由于混凝剂残留而造成二次污染，单种化学氧化法很难使丹宁酸达到矿化，光氧化法成本相对较高。因此，考虑处理效率问题，发展新型的针对可溶性有机污染物的治理方法显得很有必要。吸附法是一项行之有效的水治理技术，吸附剂可再生或吸附材料易得，能够较好地解决再生困难和物理化学稳定性差等问题，但其吸附速率有待进一步提高。在各式各样的吸附材料中，竹炭具有机械强度较高，孔结构发达，高比表面积，导电性能良好，可以用作净水处理剂、电磁波遮蔽剂、有害气体吸附剂等，目前被广泛用于环境污染控制应用当中。徐亦钢等曾在《农村生态环境》2002年01期18卷35-38页提及竹炭对2，4_ 二氯苯酚的吸附效果与其粒径、用量、溶液浓度、吸附时间和平衡方式都有一定的关系。但是竹炭对于不同类型的腐殖质具有选择性吸附，吸附性能被多种因素所限制，并对有害痕量元素的吸附能力很弱，甚至没有吸附效果。研究发现，竹炭的吸附能力可通过孔结构的重整和孔表面的修饰等方法来改善，也可通过螯合物固定来对其改性，从而提高吸附剂的吸附性能。因此，为高效去除饮用水中丹宁酸等可溶性有机污染物，将竹炭进行表面功能化在吸附领域中具有较大的应用前景。本专利技术针对饮用水中丹宁酸的有效去除，以盐酸活化改性的竹炭作为吸附剂，通过吸附实验，研究盐酸活化改性竹炭对丹宁酸的吸附性能影响，考察吸附时间、PH值等因素对其吸附效果的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是对竹炭进行酸活化改性，以提高其吸附性能，从而提供一种处理饮用水中丹宁酸的新方法。本专利技术的技术方案如下通过对市购竹炭(粒径为10-20mm,最小孔径为Inm,比表面积约为200m2/g)进行酸活化处理。具体过程如下(I)竹炭的酸活化称取IOg竹炭(BC)加入100mL4mol/L的盐酸中(固液比为1:10)，置于恒温水浴锅中70°C搅拌反应240min ;用超纯水反复清洗至上清液无氯离子，过滤后在70°C下烘干待用。由盐酸活化的竹炭记做H-BC。(2)用步骤(I)制得盐酸活化的竹炭，采用吸附法处理饮用水中的丹宁酸。上述方法中，步骤(2)的处理方法是在水溶液在弱酸性条件下，往50mL具塞聚丙烯管中投加20mg盐酸活化的竹炭，吸附时间为60min时可达到去除丹宁酸的最佳静态吸附效果。吸附实验在一系列50mL具塞聚丙烯管中，分别加入20mg H-BCjP 50mL含初始浓度为50mg/L的丹宁酸溶液，其含 O.1moVLNaNO3背景离子强度。所有水化学条件下的丹宁酸PH值不定。将管中溶液混匀后，固定在25±1°C的恒温振荡培养箱中以150rpm转速进行振荡，1440min后取出并迅速用孔径为O. 22 μ m的针式滤器PES-聚醚砜膜过滤。利用分光光度法在277nm波长下测定吸光度，计算滤液中丹宁酸的浓度，并计算吸附容量。本专利技术具有处理简单、能耗低、效率高等特点，可使饮用水中丹宁酸含量明显下降，为改性竹炭材料在处理有机废水领域提供了研究价值与广泛的应用前景。具体实施例方式本专利技术具体的技术方案如下分别称取10-50mg H-BC于一系列50mL具塞聚丙烯管中，即在IL溶液中投加O.2-lg的H-BC，并往其中分别加入50mL含初始浓度为50mg/L的丹宁酸溶液，其含O.1mol/LNaNO^g景离子强度。所有含丹宁酸溶液的pH为2-6。将管中溶液混匀后，固定在25± 1°C的恒温振荡培养箱中以150rpm转速进行振荡，设置吸附时间为10_1440min后取出并迅速用孔径为O. 22 μ m的针式滤器PES-聚醚砜膜过滤。利用分光光度法在277nm波长下测定吸光度，并计算出各滤液中丹宁酸的浓度，其吸附容量最高能达到48. 36mg/g。下面结合实施例对本专利技术做进一步阐述，但本专利技术所保护范围不仅限于此。实施例1吸附剂量对吸附效果的影响分别称取5mg、15mg、20mg、25mg、30mg、35mgH-BC 于一系列 50mL 具塞聚丙烯管中，即在IL溶液中分别投加O. lg、0. 3g、0. 4g、0. 5g、0. 6g、0. 7g的H_BC，并分别往其中加入50mL含初始浓度为50mg/L的丹宁酸溶液，其含O.1moVLNaNO3背景离子强度。丹宁酸溶液的PH为5。将管中溶液混匀后，固定在25± 1°C的恒温振荡培养箱中以150r/min转速进行振荡，设置吸附时间为1440min后取出并迅速用孔径为O. 22 μ m的针式滤器PES-聚醚砜膜过滤。利用分光光度法在277nm波长下测定其吸光度，并计算各滤液中丹宁酸的浓度表明，当吸附剂投加量为5mg时，对丹宁酸的去除率为13. 92%，其饱和吸附量为17. 82mg/g，而吸附剂投加量为20mg时，对丹宁酸的去除率达到43. 04%,其饱和吸附容量达到45. 25mg/g。当投加量从20mg增加到35mg时，对溶液中丹宁酸去除率均保持在45%左右。因此，往50mL具塞聚丙烯管中投加20mg作为H-BC吸附材料去除丹宁酸的最佳静态吸附剂用量。实施例2pH值对吸附效果的影响分别称取20mgH-BC于一系列50mL具塞聚丙烯管中，并分别往其中加入50mL含初始浓度为50mg/L的丹宁酸溶液，其含O. lmol/L NaNO3背景离子强度。设置丹宁酸溶液的pH为2-6。将管中溶液混勻后，固定在25土 TC的恒温振荡培养箱中以150r/min转速进行振荡，设置吸附时间为1440min后取出并迅速用孔径为O. 22 μ m的针式滤器PES-聚醚砜膜过滤。利用分光光度法在277nm波长下测定其吸光度并计算各滤液中丹宁酸的浓度，结果表明，当丹宁酸溶液在pH=2时，其饱和吸附量为26. 02mg/g，对丹宁酸的去除率为13. 92%，当pH为3-6时，其饱和吸附量均在34. 79mg/g以上，对丹宁酸的去除率均高于27. 50%，其中，当pH=5时其饱和吸附量达到最大，为48. 36mg/g。由此可知，水溶液在弱酸性条件下，H-BC吸附剂对丹宁酸具有较为优异的吸附效果。实施例3吸附时间对吸附效果的影响分别称取20mgH-BC于一系列50mL具塞聚丙烯管中，并分别往其中加入50mL含初始浓度为50mg/L的丹宁酸溶液，其含O. lm本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用盐酸活化改性竹炭去除饮用水中丹宁酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）竹炭的酸活化：将竹炭按固液比为1g:10?mL加入4?mol/L的盐酸，置于恒温水浴锅中70?℃搅拌反应240?min；用超纯水反复清洗至上清液无氯离子，过滤后在70℃下烘干待用，得到由盐酸活化的竹炭；（2）用步骤(1)?制得盐酸活化的竹炭，采用吸附法处理饮用水中的丹宁酸。
【技术特征摘要】
1.一种利用盐酸活化改性竹炭去除饮用水中丹宁酸的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)竹炭的酸活化将竹炭按固液比为lg:10 mL加入4 mo I/L的盐酸，置于恒温水浴锅中70 1搅拌反应240 min;用超纯水反复清洗至上清液无氯离子，过滤后在70°C下烘干待用，得到由盐酸活化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文艺，邱小兰，李文昱，刘芳，冯国勇，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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