CN103084154B

CN103084154B - 一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法

Info

Publication number: CN103084154B
Application number: CN201110343231.9A
Authority: CN
Inventors: 吕国诚; 杜高翔; 何绪文
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB; China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB; China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2031-11-03
Also published as: CN103084154A

Abstract

本发明提供了一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法，属于环境工程领域。其特征是：一、以糖生产过程产生的废活性炭为原料，用150目方孔筛进行筛分后取筛上部分；二、将活性炭、水、浸出剂按照质量比为1.0∶4.0～6.0∶0.02～0.12的比例混合，搅拌浸出2～5h，然后进行过滤，取滤饼备用；三、将步骤二制得的滤饼与水混合，控制活性炭/水(质量比)为3.0～10.0，并加入活性炭质量的3％～15％的酵母菌溶液、活性炭质量的0.01～0.05的硝酸钠和活性炭质量的0.005～0.02的磷酸钠并搅拌均匀，控制浆料温度在25℃～33℃之间、体系的pH值在5.5～7.0之间，之后反应3～12h；四、将步骤三制得的活性炭混合液过滤，取滤饼，用质量浓度为5％～15％的氢氧化钠溶液清洗活性炭；五、清洗后的活性炭经过脱水、干燥后即可得到再生活性炭。

Description

一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法

所属技术领域

本发明涉及到一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法，属于环境工程领域。

背景技术

活性炭是一种粉末状或颗粒状的黑色固体，具有非常发达的细孔结构和高的比表面积，耐酸碱侵蚀，对生物惰性，是一种优良的吸附材料。被广泛应用于化工、环保、食品与制药、湿法冶金、催化剂载体、电极材料和军事化学防护等领域。活性炭在吸附了有机物后其自身被污染，需要进行再生处理或者废弃。我国因制糖工业产生的废活性炭达到10000吨/年，由于废活性炭中含有大量养分，细菌繁殖严重，气味令人窒息。对其进行资源化利用具有重要的环境保护意义和节约资源的意义。

将吸附了有机物的废活性炭再生的办法是将有机物浸出、分解或者原位碳化。目前，活性炭再生方法主要有热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法、溶剂再生法、化学再生法、超声波再生法和光催化再生法等。在众多的活性炭再生方法中，热再生工艺最为成熟，但它再生过程用时长，能耗高，产品质量不稳定。使用微生物降解的方法再生活性炭，可降低能耗、保证活性炭的孔结构和孔径分布。微生物法已经广泛的应用于污水处理、新材料制备等领域。随着现代科学技术的不断发展，微生物法在食品、航天、土壤重金属处理等众多领域得到应用。本发明使用酵母菌为深度处理活性炭孔内部糖份的方法，结合化学浸出活性炭表面和大孔中的糖份的方法对制糖工业产生的废活性碳进行再生，使微生物降解和溶剂再生有机结合，他们发挥各自的效能，且相辅相成，提高了废活性炭的还原率，保证了活性炭原有的孔结构和孔径分布。

发明内容

本发明的目的是提供一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法。它是以制糖工业产生的废活性炭为原料。在糖生产过程中，需要用活性炭进行脱色，硅藻土等助滤剂进行过滤，因此，废活性炭中含有少量砂子。本发明先经过150目筛分后去掉活性炭中掺杂的砂子、粘土等无机颗粒，然后利用酒石酸钠水溶液或者柠檬酸钠水溶液将活性炭颗粒表面和大孔中的焦糖等有机组分浸出，浸出液含有大量糖份，浸出剂也可作为动物食品原料，因此浸出液可作为动物饲料或饲料拌合水使用；浸出处理后的活性炭中大部分杂质已经被去掉，然后加水混合并添加酵母菌溶液，配以酵母菌生存必须的氮磷元素，控制控制浆料温度在25℃～33℃之间、体系的pH值在5.5～7.0之间，使酵母菌在孔道内降解残留糖份；降解完成后用稀氢氧化钠溶液将酵母菌、小分子有机物清洗出来后过滤、干燥即可使活性炭实现再生。

本发明通过以下措施制得了再生活性炭：

(1)以焦糖生产过程产生的废活性炭为原料，用150目方孔筛进行筛分后取筛上部分；

(2)将活性炭、水、浸出剂按照一定的质量比例混合，搅拌浸出2～5h，然后进行过滤，取滤饼备用；

(3)将步骤二制得的滤饼与水混合，控制活性炭/水(质量比)为3.0～10.0，并加入酵母菌溶液、硝酸钠和磷酸钠并搅拌均匀，控制浆料温度在25℃～33℃之间、体系的pH值在5.5～7.0之间，之后反应3～12h；

(4)将步骤三制得的活性炭混合液过滤，取滤饼，用质量浓度为5％～15％的氢氧化钠溶液清洗活性炭；

(5)清洗后的活性炭经过脱水、干燥后即可得到再生活性炭。

本发明制备的酵母菌联合化学法再生活性炭由于使用酵母菌降解和药剂溶出相结合的方法，对活性炭原有的孔结构和孔径分布进行了很好的保护。过程中浸出液中含有大量的糖份和少量酒石酸钠、柠檬酸钠，可以作为动物饲料的拌合水使用，对动物的生长有利。生产过程中无有毒有害物质排放，是一个资源节约型、环境友好型的成套技术。

本发明的酵母菌联合化学法再生活性炭的具体方法是：

原材料选用：

1.废活性炭，细度5目～200目，可以是干燥后的废活性炭，也可是糖生产线新排出的废活性炭；

2.酒石酸钠、柠檬酸钠，食品级；酒石酸钠和柠檬酸钠的混合物，两者食品级原料按照任意比例混合皆可；

3.氢氧化钠，工业级；

4.酵母菌，食品级。

原则生产工艺过程的具体步骤是：

A.以焦糖生产过程产生的废活性炭为原料，用150目方孔筛进行筛分后取筛上部分；

B.将活性炭、水、浸出剂按照质量比为1.0∶4.0～6.0∶0.02～0.12的比例混合，搅拌浸出2～5h，然后进行过滤，取滤饼备用；

C.将步骤二制得的滤饼与水混合，控制活性炭/水(质量比)为3.0～10.0，并加入活性炭质量的3％～15％的酵母菌溶液、活性炭质量的0.01～0.05的硝酸钠和活性炭质量的0.005～0.02的磷酸钠并搅拌均匀，控制浆料温度在25℃～33℃之间、体系的pH值在5.5～7.0之间，之后反应3～12h；

D.将步骤三制得的活性炭混合液过滤，取滤饼，用质量浓度为5％～15％的氢氧化钠溶液清洗活性炭；

E.清洗后的活性炭经过脱水、干燥后即可得到再生活性炭。

具体实施方式

实施例1：

1)称取干燥的糖生产过程产生的废活性炭150g，用150目方孔筛进行筛分后取筛上部分，得到114.8g去除砂子的废活性炭；

2)将步骤1得到的废活性炭置于1L的烧杯中，加水500ml，酒石酸钠.50g，搅拌浸出4h，然后在真空抽滤，取滤饼备用；

3)将步骤二制得的滤饼与700ml水混合，并加入13ml酵母菌溶液、2g硝酸钠和0.012g磷酸钠并搅拌均匀，控制浆料温度为30℃±2。℃、体系的pH值为6.5，之后反应3.5h；

4)将步骤三制得的活性炭混合液过滤，取滤饼，用质量浓度为7％的氢氧化钠溶液清洗活性炭；

E.辐照后的活性炭经过脱水、干燥后即可得到再生活性炭。

实施例1获得的活性炭比表面积为1118.5m²/g，碘吸附值为808.1mg/g，亚甲基蓝吸附值为210.5mg/g，再生率为90％。

Claims

1.一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法，其特征是：一、以糖生产过程产生的废活性炭为原料，用150目方孔筛进行筛分后取筛上部分；二、将活性炭、水、浸出剂按照质量比为1.0∶4.0～6.0∶0.02～0.12的比例混合，搅拌浸出2～5h，然后进行过滤，取滤饼备用；三、将步骤二制得的滤饼与水混合，控制活性炭/水的质量比为3.0～10.0，并加入活性炭质量的3％～15％的酵母菌溶液、活性炭质量的0.01～0.05的硝酸钠和活性炭质量的0.005～0.02的磷酸钠并搅拌均匀，控制浆料温度在25℃～33℃之间、体系的pH值在5.5～7.0之间，之后反应3～12h；四、将步骤三制得的活性炭混合液过滤，取滤饼，用质量浓度为5％～15％的氢氧化钠溶液清洗活性炭；五、清洗后的活性炭经过脱水、干燥后即可得到再生活性炭；

步骤二中所用浸出剂为柠檬酸钠、酒石酸钠或者它们的混合物；

步骤三中所用酵母菌溶液中酵母菌含量为10000个/ml～100000个/ml。