CN101733077B - 利用废弃草莓叶制备氨氮吸附剂的方法及吸附剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用废弃草莓叶制备氨氮吸附剂的方法及吸附剂的应用。以废弃的草莓叶为原料，对该原料经过洗涤、晾干、烘干、粉碎，然后经过标准筛筛分得到目数为30～200的吸附剂。将上述吸附剂投加到含氨氮的水溶液中并在振荡器上振荡20小时，可有效去除水体中的氨氮。该吸附剂原料是一种农业废弃物的再利用，成本低廉、制备工艺简单，对水体中氨氮有高度专一的吸附性能。
Description
技术领域
本发明属于环保领域中的水污染处理技术，特别涉及一种利用废弃草莓叶制备氨氮吸附剂的方法及吸附剂的应用。
背景技术
过量的氨氮进入河流、湖泊等水体后会促使水体富营养化，减少水中溶解氧，毒害鱼类等水生生物，严重会造成水体发臭变质。水体氨氮含量过高还增加工业水净化的成本，甚至危害的人体健康。因此，工农业生产中含过量氨氮的废水需要处理达到排放标准后才能进入环境。常用废水中氨氮的处理法有硝化反硝化法、吹脱与气提法和化学沉淀法等。但是这些方法成本高，过程复杂，且易产生二次污染。吸附法因为更加经济高效和环境友好，在近几十年来受到越来越多的关注。
吸附法选用对氨离子有很强选择性的多孔材料作为吸附剂以去除水体中的氨氮。此法具有投资省、工艺简单、占地小、操作较为方便等优点，特别适合于中低浓度的氨氮废水处理。现在利用吸附法去除水体中的氨氮大多是利用矿物作为吸附剂原料，如CN200410099024.3公开了一种利用粉末沸石去除原水中氨氮的方法，CN 200910085043.3公开了一种以天然锰矿为吸附剂处理氨氮废水的方法。寻找采集方便、成本低廉且处理工艺简单的吸附剂材料一直是吸附法去除氨氮的研究方向。
植物材料是自然界中另一种良好的吸附材料，相对矿物材料来说其采集更为方便，成本更为低廉，专一性更强，而且是农业废物的再利用，变废为宝。因此，植物材料已经作为吸附剂在处理水体中各种污染物的研究中广泛应用。CN 200610089747.4公开了一种豆皮生物吸附剂的制备方法，以去除废水中的重金属。CN 200710134018.0公开了一种处理工业废水中阳离子染料的天然植物材料和方法，吸附材料是柚子皮。CN200810036977.3公开了一种桂圆壳在吸附重金属离子中的应用及使用桂圆壳吸附重金属离子的方法。CN200810064219.2公开了一种新型重金属离子植物吸附剂及其制各与应用方法，吸附剂原料是假苍耳地上部分器官。
发明内容
技术问题：本发明针对吸附法去除水体氨氮中存在的吸附材料的选择问题，提供一种成本低廉、采集方便、工艺简单的水体氨氮的天然植物吸附剂的制备方法及其应用。
技术方案：一种利用废弃草莓叶制备氨氮吸附剂的方法，对废弃的草莓叶进行洗涤、晾干、烘干、粉碎并筛分，得到吸附剂。
利用废弃草莓叶制备氨氮吸附剂的方法，采集果实采收后废弃的草莓叶；将草莓叶洗净；洗涤后的草莓叶置于室内阴干，以去除叶片表面的水滴；晾干后的草莓叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干；烘干后的草莓叶机械粉碎，然后以标准筛筛分至30～200目。
氨氮吸附剂的应用，将吸附剂投加到含氨氮的水溶液中并在振荡器上振荡去除水体中的氨氮。氨氮吸附剂的应用，吸附剂的适宜投加剂量为4～12g/L，适宜处理的氨氮浓度为10～100mg/L。振荡适宜温度为10℃～50℃，振荡适宜速度为150～300r/min，适宜振荡时间为20～30小时。可处理氨氮水溶液的pH范围为3～11，优选氨氮水溶液的pH值为5～8。
有益效果：本发明以天然植物材料草莓叶为原料，属于废物利用，成本十分低廉。且在同类吸附剂中，草莓叶的预处理十分简便容易，不需要化学方法改性等特殊处理过程，仅通过简单洗涤、晾干、烘干、粉碎并筛分就可得到吸附剂，工艺简单。草莓叶在常温下就对氨氮有很高的吸附率。其产品对水体氨氮有专一性，吸附效率高，不会对水体及水生生物产生毒害。
附图说明：
图1为不同粒径下草莓叶吸附剂对氨氮的吸附效果。
图2为不同剂量下草莓叶吸附剂对氨氮的吸附效果。
图3为不同氨氮浓度下草莓叶吸附剂对氨氮的吸附效果。
图4为不同溶液pH下草莓叶吸附剂对氨氮的吸附效果。
具体实施方式
上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
草莓叶采集于江苏句容草莓园，将其用自来水洗涤三次以去除叶片表面上的灰尘和可溶杂质，然后室内阴干，以去除叶片表面的水滴。晾干后的草莓叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的草莓叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30～60目。把制作好的吸附剂以剂量为8g/L投加到含氨氮为25mg/L水溶液中，以250r/min室温下振荡，振荡时间为24小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为84.6％。同样条件下，改变吸附剂粒径分别为60～80目、80～100目和100～200目，所得去除率分别为87.9％、90.1％和93.4％。
由此可知在30～200目内，草莓叶粒径越小，对水体中氨氮的去除率越大。
实施例2：
草莓叶采集于江苏句容草莓园，将其用自来水洗涤三次以去除叶片表面上的灰尘和可溶杂质，然后室内阴干，以去除叶片表面的水滴。晾干后的草莓叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的草莓叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30目。把制作好的吸附剂以剂量为4g/L投加到含氨氮为25mg/L水溶液中，以250r/min室温下振荡，振荡时间为24小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为74.8％。同样条件下，改变吸附剂投加剂量分别为6、8、10和12g/L，所得去除率分别为79.1％、81.3％、82.4％和83.0％。
由此可知在投加剂量4～12g/L内，草莓叶投加的剂量越大，对水体中氨氮的去除率越大。
实施例3：
草莓叶采集于江苏句容草莓园，将其用自来水洗涤三次以去除叶片表面上的灰尘和可溶杂质，然后室内阴干，以去除叶片表面的水滴。晾干后的草莓叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的草莓叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30目。把制作好的吸附剂以剂量为8g/L投加到含氨氮为5mg/L水溶液中，以250r/min室温下振荡，振荡时间为24小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为100％。同样条件下，改变溶液中氨氮含量分别为10、15、25、50和100mg/L，所得去除率分别为100％、100％、81.5％、45.9％和22.0％。
由此可知草莓叶适宜处理含低浓度氨氮的废水。
实施例4：
草莓叶采集于江苏句容草莓园，将其用自来水洗涤三次以去除叶片表面上的灰尘和可溶杂质，然后室内阴干，以去除叶片表面的水滴。晾干后的草莓叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的草莓叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30目。把制作好的吸附剂以剂量为8g/L投加到含氨氮为25mg/L水溶液中，溶液初始pH用0.1mol/L的HCl调节至2，以250r/min室温下振荡，振荡时间为24小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为13.3％。同样条件下，用0.1mol/L的HCl或NaOH调节溶液初始pH分别为3、4、5、6、7、8、9、10、11和12，所得去除率分别为75.9％、77％、80.2％、81.3％、82.4％、79.1％、74.2％、73.1％、73.7％和68.2％。
由此可知草莓叶可以处理的氨氮溶液初始pH范围为3～12，最适pH范围为5～8。应用pH范围较宽也是草莓叶材料的一个优点。
Claims (6)
1.一种利用废弃草莓叶制备氨氮吸附剂的方法，其特征在于采集果实采收后废弃的草莓叶；将草莓叶洗净；洗涤后的草莓叶置于室内阴干，以去除叶片表面的水滴；晾干后的草莓叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干；烘干后的草莓叶机械粉碎，然后以标准筛筛分至30～200目。
2.权利要求1所述方法制得的氨氮吸附剂的应用，其特征在于将吸附剂投加到含氨氮的水溶液中并在振荡器上振荡去除水体中的氨氮。
3.如权利要求2所述的氨氮吸附剂的应用，其特征在于吸附剂的适宜投加剂量为4～12g/L，适宜处理的氨氮浓度为10～100mg/L。
4.如权利要求2所述的氨氮吸附剂的应用，其特征在于振荡适宜温度为10℃～50℃，振荡适宜速度为150～300r/min，适宜振荡时间为20～30小时。
5.如权利要求2所述的氨氮吸附剂的应用，其特征在于可处理氨氮水溶液的pH范围为3～11。
6.如权利要求5所述的氨氮吸附剂的应用，其特征在于氨氮水溶液的pH值为5～8。
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