CN105617988A - 一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,将玉米秸秆粉碎成过100目粉末;将玉米秸秆粉末高温煅烧制备生物炭;生物炭氧化改性;废水中氨氮脱除。本发明采用双氧水氧化所制备生物炭材料,增加了生物炭对氨氮的吸附强度,为吸附材料对畜禽废水中氨氮的吸附消除提供了技术支撑;实现了玉米秸秆的高效利用,提高了生物质资源利用效率,解决了玉米秸秆难于降解、再利用的难题,具有极其深远的社会意义和经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及生物质处理技术领域,尤其是一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用。
背景技术
近20年来,我国秸秆资源呈现出总量缓慢增长的特点。其中玉米秸秆所占比例最大秸秆资源具有可再生性和清洁性,自然界中储量大,并且每年都在不断积累,为人类社会可持续发展提供了资源保障。实现秸秆资源高效利用,同时避免环境污染,是现代社会可持续发展面临的重要问题。生物炭是一种很好的吸附材料,作为吸附剂应用在水体处理方面引起研究者越来越多的关注。我国具有丰富的玉米秸秆材料,将这些农林废弃物加以利用可达到“以废治废”的目的。
随着养殖业的发展,大量的畜禽废水将对我国环境将造成更为严重的污染,开发高效经济的畜禽养殖废弃物无害化处理技术势在必行。而作为其中的重要污染物,对于畜禽废水中氨氮的治理,是一项重要工作。利用玉米秸秆为原料,针对畜禽废水中氨氮含量高的特点,设计改性生物炭吸附材料,增加氨氮吸附位点,是解决畜禽废水脱氮效率低的新方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,该方法通过限氧煅烧和双氧水氧化,利用玉米秸秆制备并改性生物炭材料,增加生物炭对氨氮的吸附效果,为其资源化利用提供了基础。
本发明的技术方案:
一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,包括以下步骤:
1)将玉米秸秆粉碎成100目的粉末;
2)将玉米秸秆粉末在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备生物炭;
3)生物炭冷却后,将其研磨粉碎;
4)将生物炭与10%-30%的双氧水混合,于60-90℃下反应1-3h;
5)将生物炭取出后,于105℃烘干3h,置于干燥器中,即得到生物炭类氨氮吸附剂;
6)向高氨氮含量的废水中投加生物炭类氨氮吸附剂,投加浓度为10-30g/L,置于150-170r/min-1的恒温振荡器内,于温度25-45℃,进行2-5h氨氮吸附。
利用所述生物炭类吸附剂,可有效吸收废水中的氨氮,氨氮吸附量为2.1-2.5mg/g吸附剂,经过氧化改性的吸附剂对氨氮的吸附效率提高了1.3-1.5倍。
本发明的优点是:
1)本发明采用双氧水氧化所制备生物炭材料,增加了生物炭对氨氮的吸附强度,为吸附材料对畜禽废水中氨氮的吸附消除提供了技术支撑;
2)本发明所需设备简单、工艺简便,且不会造成附加的环境危害,实现了玉米秸秆的高效利用,提高了生物质资源利用效率,解决了玉米秸秆难于降解、再利用的难题,具有极其深远的社会意义和经济价值。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述,但本实施例所叙述的技术内容是说明性的,而不是限定性的,不应依此来局限本发明的保护范围。
实施例1:
一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,包括以下步骤:
1)将玉米秸秆粉碎成100目的粉末;
2)将玉米秸秆粉末在500℃,高温煅烧3h,制备生物炭;
3)生物炭冷却后,将其研磨粉碎;
4)将生物炭与10%的双氧水混合,于90℃下反应3h;
5)将生物炭取出后,于105℃烘干3h,置于干燥器中,即得到生物炭类氨氮吸附剂;
6)向高氨氮含量的废水中投加生物炭类氨氮吸附剂,投加浓度为10g/L,置于150r/min-1的恒温振荡器内,于温度25℃,进行5h氨氮吸附。
利用所述生物炭类吸附剂,可有效吸收废水中的氨氮,氨氮吸附量为2.1mg/g吸附剂,经过氧化改性的吸附剂对氨氮的吸附效率提高了1.3倍。
实施例2:
一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,包括以下步骤:
1)将玉米秸秆粉碎成100目的粉末;
2)将玉米秸秆粉末在700℃,高温煅烧2h,制备生物炭;
3)生物炭冷却后,将其研磨粉碎;
4)将生物炭与30%的双氧水混合,于60℃下反应1h;
5)将生物炭取出后,于105℃烘干3h,置于干燥器中,即得到生物炭类氨氮吸附剂;
6)向高氨氮含量的废水中投加生物炭类氨氮吸附剂,投加浓度为20g/L,置于170r/min-1的恒温振荡器内,于温度45℃,进行2h氨氮吸附。
利用所述生物炭类吸附剂,可有效吸收废水中的氨氮,氨氮吸附量为2.5mg/g吸附剂,经过氧化改性的吸附剂对氨氮的吸附效率提高了1.5倍。
实施例3:
一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,包括以下步骤:
1)将玉米秸秆粉碎成100目的粉末;
2)将玉米秸秆粉末在700℃,高温煅烧3h,制备生物炭;
3)生物炭冷却后,将其研磨粉碎;
4)将生物炭与20%的双氧水混合,于90℃下反应3h;
5)将生物炭取出后,于105℃烘干3h,置于干燥器中,即得到生物炭类氨氮吸附剂;
6)向高氨氮含量的废水中投加生物炭类氨氮吸附剂,投加浓度为30g/L,置于170r/min-1的恒温振荡器内,于温度40℃,进行2h氨氮吸附。
利用所述生物炭类吸附剂,可有效吸收废水中的氨氮,氨氮吸附量为2.5mg/g吸附剂,经过氧化改性的吸附剂对氨氮的吸附效率提高了1.5倍。
Claims (1)
1.一种生物炭类吸附剂的制备方法及其在氨氮吸附中的应用,包括以下步骤:
1)将玉米秸秆粉碎成100目的粉末;
2)将玉米秸秆粉末在500-700℃,高温煅烧2-3h,制备生物炭;
3)生物炭冷却后,将其研磨粉碎;
4)将生物炭与10%-30%的双氧水混合,于60-90℃下反应1-3h;
5)将生物炭取出后,于105℃烘干3h,置于干燥器中,即得到生物炭类氨氮吸附剂;
6)向高氨氮含量的废水中投加生物炭类氨氮吸附剂,投加浓度为10-30g/L,置于150-170r/min-1的恒温振荡器内,于温度25-45℃,进行2-5h氨氮吸附。
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