專(zhuān)利名稱(chēng)：一種酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活性炭是一種粉末狀或顆粒狀的黑色固體，具有非常發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積，耐酸堿侵蝕，對(duì)生物惰性，是一種優(yōu)良的吸附材料。被廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品與制藥、濕法冶金、催化劑載體、電極材料和軍事化學(xué)防護(hù)等領(lǐng)域?；钚蕴吭谖搅擞袡C(jī)物后其自身被污染，需要進(jìn)行再生處理或者廢棄。我國(guó)因制糖工業(yè)產(chǎn)生的廢活性炭達(dá)到10000噸/年，由于廢活性炭中含有大量養(yǎng)分，細(xì)菌繁殖嚴(yán)重，氣味令人窒息。對(duì)其進(jìn)行資源化利用具有重要的環(huán)境保護(hù)意義和節(jié)約資源的意義。將吸附了有機(jī)物的廢活性炭再生的辦法是將有機(jī)物浸出、分解或者原位碳化。目前，活性炭再生方法主要有熱再生法、生物再生法、濕式氧化再生法、溶劑再生法、化學(xué)再生法、超聲波再生法和光催化再生法等。在眾多的活性炭再生方法中，熱再生工藝最為成熟，但它再生過(guò)程用時(shí)長(zhǎng)，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。使用微生物降解的方法再生活性炭，可降低能耗、保證活性炭的孔結(jié)構(gòu)和孔徑分布。微生物法已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于污水處理、新材料制備等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物法在食品、航天、土壤重金屬處理等眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。本發(fā)明使用酵母菌為深度處理活性炭孔內(nèi)部糖份的方法，結(jié)合化學(xué)浸出活性炭表面和大孔中的糖份的方法對(duì)制糖工業(yè)產(chǎn)生的廢活性碳進(jìn)行再生，使微生物降解和溶劑再生有機(jī)結(jié)合，他們發(fā)揮各自的效能，且相輔相成，提高了廢活性炭的還原率，保證了活性炭原有的孔結(jié)構(gòu)和孔徑分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法。它是以制糖工業(yè)產(chǎn)生的廢活性炭為原料。在糖生產(chǎn)過(guò)程中，需要用活性炭進(jìn)行脫色，硅藻土等助濾劑進(jìn)行過(guò)濾，因此，廢活性炭中含有少量砂子。本發(fā)明先經(jīng)過(guò)150目篩分后去掉活性炭中摻雜的砂子、粘土等無(wú)機(jī)顆粒，然后利用酒石酸鈉水溶液或者檸檬酸鈉水溶液將活性炭顆粒表面和大孔中的焦糖等有機(jī)組分浸出，浸出液含有大量糖份，浸出劑也可作為動(dòng)物食品原料，因此浸出液可作為動(dòng)物飼料或飼料拌合水使用；浸出處理后的活性炭中大部分雜質(zhì)已經(jīng)被去掉，然后加水混合并添加酵母菌溶液，配以酵母菌生存必須的氮磷元素，控制控制漿料溫度在25°C 33°C之間、體系的pH值在5.5 7.0之間，使酵母菌在孔道內(nèi)降解殘留糖份；降解完成后用稀氫氧化鈉溶液將酵母菌、小分子有機(jī)物清洗出來(lái)后過(guò)濾、干燥即可使活性炭實(shí)現(xiàn)再生。本發(fā)明通過(guò)以下措施制得了再生活性炭:(I)以焦糖生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；(2)將活性炭、水、浸出劑按照一定的質(zhì)量比例混合，攪拌浸出2 5h，然后進(jìn)行過(guò)濾，取濾餅備用；(3)將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質(zhì)量比)為3.0 10.0，并加入酵母菌溶液、硝酸鈉和磷酸鈉并攪拌均勻，控制漿料溫度在25°C 33°C之間、體系的pH值在5.5 7.0之間，之后反應(yīng)3 12h;(4)將步驟三制得的活性炭混合液過(guò)濾，取濾餅，用質(zhì)量濃度為5% 15%的氫氧化鈉溶液清洗活性炭；(5)清洗后的活性炭經(jīng)過(guò)脫水、干燥后即可得到再生活性炭。本發(fā)明制備的酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭由于使用酵母菌降解和藥劑溶出相結(jié)合的方法，對(duì)活性炭原有的孔結(jié)構(gòu)和孔徑分布進(jìn)行了很好的保護(hù)。過(guò)程中浸出液中含有大量的糖份和少量酒石酸鈉、檸檬酸鈉，可以作為動(dòng)物飼料的拌合水使用，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)有利。生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)有毒有害物質(zhì)排放，是一個(gè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的成套技術(shù)。本發(fā)明的酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的具體方法是:原材料選用:1.廢活性炭，細(xì)度5目 200目，可以是干燥后的廢活性炭，也可是糖生產(chǎn)線新排出的廢活性炭；2.酒石酸鈉、檸檬酸鈉，食品級(jí)；酒石酸鈉和檸檬酸鈉的混合物，兩者食品級(jí)原料按照任意比例混合皆可；3.氫氧化鈉，工業(yè)級(jí)；4.酵母菌，食品級(jí)。原則生產(chǎn)工藝過(guò)程的具體步驟是:A.以焦糖生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；B.將活性炭、水、浸出劑按照質(zhì)量比為1.0: 4.0 6.0: 0.02 0.12的比例混
合，攪拌浸出2 5h，然后進(jìn)行過(guò)濾，取濾餅備用；C.將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質(zhì)量比)為3.0 10.0，并加入活性炭質(zhì)量的3% 15%的酵母菌溶液、活性炭質(zhì)量的0.01 0.05的硝酸鈉和活性炭質(zhì)量的0.005 0.02的磷酸鈉并攪拌均勻，控制漿料溫度在25°C 33°C之間、體系的pH值在5.5 7.0之間，之后反應(yīng)3 12h ;D.將步驟三制得的活性炭混合液過(guò)濾，取濾餅，用質(zhì)量濃度為5% 15%的氫氧化鈉溶液清洗活性炭；E.清洗后的活性炭經(jīng)過(guò)脫水、干燥后即可得到再生活性炭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:I)稱(chēng)取干燥的糖生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢活性炭150g，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分，得到114.Sg去除砂子的廢活性炭；2)將步驟I得到的廢活性炭置于IL的燒杯中，加水500ml，酒石酸鈉.50g，攪拌浸出4h，然后在真空抽濾，取濾餅備用；3)將步驟二制得的濾餅與700ml水混合，并加入13ml酵母菌溶液、2g硝酸鈉和0.012g磷酸鈉并攪拌均勻，控制漿料溫度為30°C ±2?！鉉、體系的pH值為6.5，之后反應(yīng)
3.5h ；4)將步驟三制得的活性炭混合液過(guò)濾，取濾餅，用質(zhì)量濃度為7%的氫氧化鈉溶液清洗活性炭；E.輻照后的活性炭經(jīng)過(guò)脫水、干燥后即可得到再生活性炭。實(shí)施例1獲得的活性炭比表面積為1118.5m2/g，碘吸附值為808.lmg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為210.5mg/g，再生率為90%。
權(quán)利要求
1.一種酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法，其特征是:一、以糖生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；二、將活性炭、水、浸出劑按照質(zhì)量比為1.0: 4.0 6.0: 0.02 0.12的比例混合，攪拌浸出2 5h，然后進(jìn)行過(guò)濾，取濾餅備用；三、將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質(zhì)量比)為3.0 10.0，并加入活性炭質(zhì)量的3% 15%的酵母菌溶液、活性炭質(zhì)量的0.01 0.05的硝酸鈉和活性炭質(zhì)量的0.005 0.02的磷酸鈉并攪拌均勻，控制漿料溫度在25°C 33°C之間、體系的pH值在5.5 7.0之間，之后反應(yīng)3 12h ;四、將步驟三制得的活性炭混合液過(guò)濾，取濾餅，用質(zhì)量濃度為5% 15%的氫氧化鈉溶液清洗活性炭；五、清洗后的活性炭經(jīng)過(guò)脫水、干燥后即可得到再生活性炭；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助再生活性炭的方法，其特征在于步驟二中所用浸出劑為檸檬酸鈉、酒石酸鈉或者它們的混合物；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法，其特征在于步驟三中所用活性劑為無(wú)水乙醇、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鈉或者它們的混合物；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法，其特征在于步驟二中所用酵母菌溶液中酵母菌含量為10000個(gè)/ml 100000個(gè)/ml。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種酵母菌聯(lián)合化學(xué)法再生活性炭的方法，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。其特征是一、以糖生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；二、將活性炭、水、浸出劑按照質(zhì)量比為1.0∶4.0～6.0∶0.02～0.12的比例混合，攪拌浸出2～5h，然后進(jìn)行過(guò)濾，取濾餅備用；三、將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質(zhì)量比)為3.0～10.0，并加入活性炭質(zhì)量的3％～15％的酵母菌溶液、活性炭質(zhì)量的0.01～0.05的硝酸鈉和活性炭質(zhì)量的0.005～0.02的磷酸鈉并攪拌均勻，控制漿料溫度在25℃～33℃之間、體系的pH值在5.5～7.0之間，之后反應(yīng)3～12h；四、將步驟三制得的活性炭混合液過(guò)濾，取濾餅，用質(zhì)量濃度為5％～15％的氫氧化鈉溶液清洗活性炭；五、清洗后的活性炭經(jīng)過(guò)脫水、干燥后即可得到再生活性炭。
文檔編號(hào)B01J20/34GK103084154SQ20111034323
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者呂國(guó)誠(chéng), 杜高翔, 何緒文 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)