CN101745368B

CN101745368B - 利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法及吸附剂的应用

Info

Publication number: CN101745368B
Application number: CN2010101008801A
Authority: CN
Inventors: 刘海伟; 董元华; 刘云; 王海云
Original assignee: Institute of Soil Science of CAS
Current assignee: Institute of Soil Science of CAS
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: CN101745368A

Abstract

本发明公开了一种利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂及其去除水体中氨氮的应用。以广玉兰叶为原料，对该原料经过采集、洗涤、晾干、烘干、粉碎，筛分得到30～100目的吸附剂。将上述吸附剂以一定比例与氨氮溶液混合，在振荡器上振荡20小时，可有效去除水体中的氨氮。本发明是废弃物再利用，原料成本低廉，制备与吸附过程简单，适宜含中低浓度氨氮的污水处理。

Description

利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法及吸附剂的应用

技术领域

本发明属于环保领域中的水污染处理技术，特别涉及一种利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法及所制得的吸附剂在去除水体中氨氮的应用。

背景技术

氨氮中水体中重要的污染物，主要来自于石化、焦化、冶金等工业废水，畜牧养殖等农业废水和城镇生活污水。过量的氨氮进入水体后会促使水体富营养化，引起水质恶化，毒害水生生物，甚至危害人体健康。因此，含过量氨氮的废水需要处理达标后才能排放进入环境。氨氮废水的经济、高效处理是目前环境领域公认的重大技术难题。废水中氨氮的处理化学物理方法有很多种。近年来，吸附剂吸附法以其廉价高效等特点受到越来越多的重视。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，具有成本低、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。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。所以，天然吸附剂以其原料来源丰富、成本低廉、品种多样、环境友好等优点而受到人们青睐。天然吸附剂成本的高低，又在于其前期预处理的繁琐程度上。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(CN200410099024.3，CN 200910085043.3)，然而矿物也有采集受地域限制，运输成本高，易受水体中其它离子影响等缺点。

利用天然植物废弃物为吸附剂在去除水体中重金属、染料等污染物中已经广泛应用(CN 200710134018.0，CN 200810064219.2)。因此，本发明选取广玉兰叶为原料制备一种新型氨氮吸附剂，是利用天然废弃物，成本更为低廉。广玉兰属常绿乔木，广泛分布于华中和华南，利用其叶片作为吸附剂的研究尚未见报道。

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：本发明技术方案为：一种利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法，包括以下步骤：对广玉兰叶进行采集、洗涤、晾干、烘干、粉碎并筛分，得到吸附剂。

所述的利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法，采集成熟的广玉兰叶或广玉兰落叶；用水洗净广玉兰叶；洗涤后的玉兰叶放置于室内阴干；晾干后的玉兰叶先在105℃下杀青15分钟，然后置于70℃烘箱10小时内烘干；烘干后的玉兰叶机械粉碎，然后以标准筛筛分至30～100目，得到吸附剂。

利用广玉兰叶制备的氨氮吸附剂的应用方法，将吸附剂与氨氮溶液混合，在振荡器上振荡后过滤即可去除水体中的氨氮。

所述的利用广玉兰叶制备的氨氮吸附剂的应用方法，吸附剂与氨氮溶液的混合时剂量为4～12g/L，适宜处理的氨氮浓度为10～100mg/L，适宜溶液初始pH范围为3～10，振荡适宜温度为10℃～50℃，振荡适宜速度为250r/min，适宜振荡时间为20小时。

有益效果：本发明以天然植物材料广玉兰叶为原料，属于废物利用，成本十分低廉。且广玉兰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。其产品对水体氨氮吸附效率高，有专一性，应用pH范围广，不会对水体及水生生物产生毒害。

附图说明：

图1为不同剂量下广玉兰叶吸附剂对氨氮的吸附效果。

图2为三个温度下不同氨氮浓度下广玉兰叶吸附剂对氨氮的吸附效果。

图3为不同溶液pH下广玉兰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：

广玉兰叶采集于南京，将其用自来水洗涤三次后室内阴干。广玉兰叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的广玉兰叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30～100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20小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为70.4％。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77.0％、83.5％、84.1％和83.5％。

由此可知在投加剂量4～12g/L内，基本上广玉兰叶加入的剂量越大，对水体中氨氮的去除率越大，但如果加入剂量过大，氨氮去除率并不会再显著增加。

实施例2：

广玉兰叶采集于南京，将其用自来水洗涤三次后室内阴干。广玉兰叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的广玉兰叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30～100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在15℃下振荡，振荡时间为20小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为100％。同样条件下，改变溶液中初始氨氮浓度分别为15、25、50和100mg/L，所得去除率分别为100％、85.2％、44.9％和23.9％。以上实施例同样条件下，改变振荡温度分别为25℃和35℃，五个初始氨氮浓度下的氨氮去除率分别为100％、100％、85.4％、49.7％、28.0％和100％、100％、86.5％、51.5％、30.7％。

由此可知广玉兰叶在振荡温度15℃～35℃内温度越高，氨氮的去除率就越高，而且广玉兰叶适宜处理含低浓度氨氮的废水。

实施例3：

广玉兰叶采集于南京，将其用自来水洗涤三次后室内阴干。广玉兰叶先在105℃下杀青15分钟后，然后在70℃烘10小时以烘干。烘干后的广玉兰叶机械粉碎，然后以标准筛筛分为30～100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2，250r/min在室温下振荡，振荡时间为20小时。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为100％。结果表明，此种状态下氨氮的去除率为24.3％。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79.1％、81.9％、84.6％、85.1％、85.2％、85.7％、81.3％、81.6％、40.7％和29.8％。

由此可知广玉兰叶可以处理的氨氮溶液适宜的初始pH范围为3～10。应用pH范围较宽也是广玉兰叶材料的一个优点。

Claims

1.一种利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法，其特征在于包括以下步骤：对广玉兰叶进行采集、洗涤、晾干、烘干、粉碎并筛分，得到吸附剂。

2.如权利要求1所述的利用广玉兰叶制备氨氮吸附剂的方法，其特征在于采集成熟的广玉兰叶或广玉兰落叶；用水洗净广玉兰叶；洗涤后的玉兰叶放置于室内阴干；晾干后的玉兰叶先在105℃下杀青15分钟，然后置于70℃烘箱10小时内烘干；烘干后的玉兰叶机械粉碎，然后以标准筛筛分至30～100目，得到吸附剂。

3.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与氨氮溶液混合，在振荡器上振荡后过滤即可去除水体中的氨氮。

4.如权利要求3所述的利用广玉兰叶制备的氨氮吸附剂的应用，其特征在于吸附剂与氨氮溶液的混合时剂量为4～12g/L，适宜处理的氨氮浓度为10～100mg/L，适宜溶液初始pH范围为3～10，振荡适宜温度为10℃～50℃，振荡适宜速度为250r/min，适宜振荡时间为20小时。