一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法与流程

    技术2025-04-16  41


    本发明涉及全氟辛酸饮用水处理,具体是一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法。


    背景技术:

    1、全氟辛酸因其具有优良的稳定性、表面活性以及疏水疏油性,常被用作防油、防水以及防污表面活性剂、分散剂和匀染剂。其具有难降解性、易生物累积性、毒性和远距离环境迁移能力等特性。大量的毒理学证明全氟辛酸具有对人体具有危害性,在一定剂量条件下,全氟辛酸对实验动物及人类造成一般毒性、神经毒性、心血管毒性、生殖毒性、遗传毒性、致癌性和免疫毒性等风险。为此,为了减少全氟辛酸对人体健康的危害,需要对饮用水中的水源的全氟辛酸进行处理。

    2、吸附方法是现代常见的处理方法之一,活性炭作为最常见的碳吸附材料,因为其具有巨大的表面积和较多的吸附位点,常被用于吸附饮用水中的全氟辛酸。但是现有的利用活性炭对全氟辛酸污水处理中存在一些缺陷,其中主要表现在活性炭本身在水中以负电荷形式存在,而且全氟辛酸在水中也以负电荷形式存在,两者之间容易形成斥力,造成活性炭对全氟辛酸吸附能力的降低,此外,由于饮用水中全氟辛酸往往浓度较低,全氟辛酸分子与活性炭接触的概率减小,这也造成了活性炭对相对较低浓度全氟辛酸吸附能力的减弱。为此,针对上述问题,本领域技术人员提出一种通过改性活性炭基吸附材料对低浓度全氟辛酸吸附的方法,已解决上述背景技术中提出的问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,处理方法包括如下步骤:

    4、s1、将含有低浓度的全氟辛酸水源放入到容器中,向溶液加入活性炭基吸附材料,处理60-80min;

    5、s2、在容器的两侧分别放置正电极棒和负电极棒,正电极棒和负电极棒均为石墨电极棒,对容器的全氟辛酸水源施加周期电流;

    6、s3、在通过活性炭基吸附材料处理的过程中,还通过紫外线光对全氟辛酸水源进行照射处理。

    7、进一步的,所述周期电流每隔2min施加一次,每次周期电流的持续时间为1min,周期电流的电流方向每隔2s改变,周期电流的强度为0.8-5a。

    8、进一步的,所述活性碳基吸附材料与全氟辛酸水源的质量比为1:(150-300),所述紫外线光的波长为300-450nm。

    9、进一步的,所述活性炭基吸附材料的制备步骤如下:

    10、s101、将改性活性炭放入到乙酸和去离子水的混合溶液中搅拌混合0.5-0.8h,搅拌混合过程中加热到45-60℃,搅拌混合之后过滤得到预处理改性活性炭;

    11、s102、将四氯化钛加入到四氢呋喃中,然后将四氯化钛和四氢呋喃的混合溶液滴加到含有十六烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液中,搅拌混合均匀,得到溶液a;

    12、s103、将步骤s101中预处理改性活性炭放入到步骤s102中制备的溶液a中搅拌混合0.8-1.4h,静置一段时间后过滤,产物在400-700℃下煅烧1-3h,得到煅烧产物;

    13、s104、将步骤s103中的煅烧产物分散到氢氧化钠和二烯丙基二甲基氯化铵的混合溶液中,搅拌混合0.8-1.2h,在搅拌混合的过程中进行微波处理,所述微波处理的功率为80-150w,搅拌混合过滤后通过去离子水清洗并在30℃下真空干燥,得到活性碳基吸附材料。

    14、进一步的,所述步骤s101中乙酸和去离子水之间的质量比为1:(8-12),所述步骤s101中改性活性炭与乙酸和去离子水混溶溶液之间的质量比为1:(10-15),所述步骤s102中十六烷基三甲基溴化铵、四氯化钛、四氢呋喃和乙醇之间的质量比为1:(2-3):(14-20):(100-140)。

    15、进一步的,所述步骤s101中的预处理改性活性炭与步骤s102溶液a之间的质量比为1:(40-50)。

    16、进一步的,所述步骤s104中氢氧化钠的浓度为0.8-2mo l/l,二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为0.1-1.0mo l/l,煅烧产物与氢氧化钠和二烯丙基二甲基氯化铵的混合溶液之间的质量比为1:(12-20)。

    17、进一步的,所述步骤s101中的改性活性炭通过如下方法制备:

    18、将活性炭分散到硫酸和对甲苯磺酸的混合溶液中,搅拌混合0.5-1h,在搅拌混合过程中向溶液中通入二氧化碳和氟气的混合气体,搅拌混合过滤后通过去离子水清洗并在30℃下真空干燥,得到改性活性炭,二氧化碳和氟气之间的体积比为9:1。

    19、进一步的,所述硫酸的浓度为1-3mo l/l,对甲苯磺酸的浓度为0.5-1mo l/l,活性炭与硫酸和对甲苯磺酸的混合溶液之间的质量比为1:(8-15),活性炭为介孔椰壳活性炭。

    20、与现有技术相比,本发明具有的有益效果是:

    21、1.本发明中通过将活性炭与二烯丙基二甲基氯化铵混合,并通过微波处理,使活性炭表面带上正电荷,在处理过程中施加周期性的电场,使全氟辛酸分子与活性炭之间相互运动,增加了全氟辛酸分子与活性炭之间的接触频率,提高吸附效率;

    22、2.本发明在活性炭表面以四氯化钛为钛源通过煅烧合成二氧化钛,在光催化的条件下,催化活性炭表面的全氟辛酸降解,释放活性炭吸附孔的吸附压力,提高吸附效率;

    23、3.本发明通过对活性炭进行酸性改性,使吸附能力进一步增强,相比于未改性的活性炭对低浓度全氟辛酸的消除率提高了20%以上。



    技术特征:

    1.一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,处理方法包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述周期电流每隔2min施加一次,每次周期电流的持续时间为1min,周期电流的电流方向每隔2s改变,周期电流的强度为0.8-5a。

    3.根据权利要求1所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述活性碳基吸附材料与全氟辛酸水源的质量比为1:(150-300),所述紫外线光的波长为300-450nm。

    4.根据权利要求1所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述活性炭基吸附材料的制备步骤如下:

    5.根据权利要求4所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述步骤s101中乙酸和去离子水之间的质量比为1:(8-12);

    6.根据权利要求4所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述步骤s101中的预处理改性活性炭与步骤s102溶液a之间的质量比为1:(40-50)。

    7.根据权利要求4所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述步骤s104中氢氧化钠的浓度为0.8-2mol/l,二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为0.1-1.0mol/l,煅烧产物与氢氧化钠和二烯丙基二甲基氯化铵的混合溶液之间的质量比为1:(12-20)。

    8.根据权利要求4所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述步骤s101中的改性活性炭通过如下方法制备:

    9.根据权利要求8所述的一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,其特征在于,所述硫酸的浓度为1-3mol/l,对甲苯磺酸的浓度为0.5-1mol/l,活性炭与硫酸和对甲苯磺酸的混合溶液之间的质量比为1:(8-15),活性炭为介孔椰壳活性炭。


    技术总结
    本发明涉及全氟辛酸饮用水处理技术领域,具体是一种含低浓度全氟辛酸饮用水源的处理方法,处理方法包括如下步骤:S1、将含有低浓度的全氟辛酸水源放入到容器中,向溶液加入活性炭基吸附材料,处理60‑80mi n;S2、在容器的两侧分别放置正电极棒和负电极棒,正电极棒和负电极棒均为石墨电极棒,对容器的全氟辛酸水源施加周期电流;S3、在通过活性炭基吸附材料处理的过程中,还通过紫外线光对全氟辛酸水源进行照射处理。本发明通过添加改性的活性碳基吸附材料,极大的提高了活性炭对饮用水中低浓度全氟辛酸的处理能力。

    技术研发人员:尹翠琴,朱波,黄健,彭尧,李家胜,张良霄,张华,谢发之,罗涛,张勇,金震
    受保护的技术使用者:合肥供水集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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