CN107876020A - 一种吸附剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸附剂、制备方法及其应用，采用薸的秸秆、FeSO4以及Fe2(SO4)3、海藻酸钠制备吸附剂，能够有效对沼池中的氨态氮以及重金属进行吸附，同时不需要花费高昂的成本。
Description
技术领域
本发明涉及养殖污染处理领域，特别是一种吸附剂、制备方法及其应用。
背景技术
随着我国规模化养殖的不断发展，养殖废水经厌氧发酵处理后产生沼液的排放问题也日显渐突出。沼液中含有大量氮、磷和腐植酸等水生植物所需的营养元素，是很好的有机肥料，还可返还农田，但较大规模养殖区周边不具备大面积土地资源消纳沼液和沼渣的能力，如果直接排放，必然造成营养元素的浪费。
另外，沼液中除含有大量的有机物、氨氮、磷元素外，还含有不同程度的重金属，若不经处理直接排放必将造成严重的二次污染。若远距离输送，能耗大，成本高，建设单位难以承受。
在现有技术条件下，我国大部分有机废弃物厌氧消化处理产生的沼液采用传统污水处理技术处理后排放，其中氨氮、磷和重金属达标处理成为沼液达标处理的瓶颈。因此寻找一种既经济、吸附效率又高的吸附剂，使沼液达标排放是十分必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种吸附剂、制备方法及其应用，能够有效吸收废水中的氨态氮和重金属。
本发明采用以下方案实现：一种吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将薸秸秆晒干或烘干后粉碎；
步骤S2：制备第一混合水溶液：所述第一混合水溶液中包括粉碎后的藻秸秆、FeSO4以及Fe2(SO4)3；其中，藻秸秆的质量浓度为5％-10％，FeSO4的质量分数为1％-2％，Fe2(SO4)3的质量分数为0.5％-1％；
步骤S3：将所述第一混合水溶液依次进行水热炭化、冷却至固液分离、干燥，进而制得固态水热炭材料；
步骤S4：将所述固态水热炭材料放在N2惰性气体氛围下进行高温裂解，制得生物炭材料；
步骤S5：制备第二混合水溶液；所述第二混合水溶液中包括所述生物炭材料与海藻酸钠；其中，生物炭材料的质量浓度为5％-10％，所述海藻酸钠的质量浓度为0.5％-1％；
步骤S6：利用蠕动泵将质量浓度为1％的CaCl2溶液缓慢滴入所述第二混合水溶液中，同时不断搅拌，之后将所述第二混合水溶液与CaCl2溶液交联后得到的产物用去离子水洗净后得到薸生物炭-海藻酸钠微球，即用以吸附氨态氮和重金属的吸附剂。
进一步地，步骤S1中，所述粉碎后过大于60目的筛网。
进一步地，步骤S3中，所述水热炭化的温度为200℃-250℃，时间为6h-12h。
进一步地，步骤S4中，所述高温裂解的温度为300℃-500℃，时间为2h-3h。
本发明还包括一种由上述制备方法得到的吸附剂。采用本发明的制备方法制得的吸附剂能够对沼池中的氨态氮以及重金属进行有效地吸附。
本发明还包括一种上述吸附剂的应用，所述吸附剂用以投入沼池中吸附氨态氮和重金属。
进一步地，所述吸附剂的投放量为2g/L-4g/L。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：采用本发明的制备方法所制得的吸附剂能够有效对沼池中的氨态氮以及重金属进行吸附，并且不需要很高的制备成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及实施例对本发明做进一步说明。
本发明具体实施方式提供了一种吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将薸秸秆晒干或烘干后粉碎；
步骤S2：制备第一混合水溶液：所述第一混合水溶液中包括粉碎后的藻秸秆、FeSO4以及Fe2(SO4)3；其中，藻秸秆的质量浓度为5％-10％，FeSO4的质量分数为1％-2％，Fe2(SO4)3的质量分数为0.5％-1％；
步骤S3：将所述第一混合水溶液依次进行水热炭化、冷却至固液分离、干燥，进而制得固态水热炭材料；
步骤S4：将所述固态水热炭材料放在N2惰性气体氛围下进行高温裂解，制得生物炭材料；
步骤S5：制备第二混合水溶液；所述第二混合水溶液中包括所述生物炭材料与海藻酸钠；其中，生物炭材料的质量浓度为5％-10％，所述海藻酸钠的质量浓度为0.5％-1％；
步骤S6：利用蠕动泵将质量浓度为1％的CaCl2溶液缓慢滴入所述第二混合水溶液中，同时不断搅拌，之后将所述第二混合水溶液与CaCl2溶液交联后得到的产物用去离子水洗净后得到薸生物炭-海藻酸钠微球，即所述用以吸附氨态氮和重金属的吸附剂。
在本实施方式中，步骤S1中，粉碎后过大于60目的筛网。
在本实施方式中，步骤S3中，所述水热炭化的温度为200℃-250℃，时间为6h-12h。
在本实施方式中，步骤S4中，所述高温裂解的温度为300℃-500℃，时间为2h-3h。
本实施方式还包括一种由上述制备方法得到的吸附剂。采用本发明的制备方法制得的吸附剂能够对沼池中的氨态氮以及重金属进行有效地吸附。
本实施方式还包括一种上述吸附剂的应用，所述吸附剂用以投入沼池中吸附氨态氮和重金属。
在本实施方式中，所述吸附剂的投放量为2g/L-4g/L。
下表为采用本实施方式的不同实施例制得的吸附剂投入沼池中的效果对照结果。
上述吸附率是投放吸附剂4h后将沼池内的液体采集部分回实验室化验的结果。由上表可见，采用本实施方式的制备方法所制得的吸附剂能够有效对沼池中的氨态氮与重金属进行吸附。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：将薸秸秆晒干或烘干后粉碎；
步骤S2：制备第一混合水溶液：所述第一混合水溶液中包括粉碎后的藻秸秆、FeSO4以及Fe2(SO4)3；其中，藻秸秆的质量浓度为5％-10％，FeSO4的质量分数为1％-2％，Fe2(SO4)3的质量分数为0.5％-1％；
步骤S3：将所述第一混合水溶液依次进行水热炭化、冷却至固液分离、干燥，进而制得固态水热炭材料；
步骤S4：将所述固态水热炭材料放在N2惰性气体氛围下进行高温裂解，制得生物炭材料；
步骤S5：制备第二混合水溶液；所述第二混合水溶液中包括所述生物炭材料与海藻酸钠；其中，生物炭材料的质量浓度为5％-10％，所述海藻酸钠的质量浓度为0.5％-1％；
步骤S6：利用蠕动泵将质量浓度为1％的CaCl2溶液缓慢滴入所述第二混合水溶液中，同时不断搅拌，之后将所述第二混合水溶液与CaCl2溶液交联后得到的产物用去离子水洗净后得到薸生物炭-海藻酸钠微球，即用以吸附氨态氮和重金属的吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，粉碎后过大于60目的筛网。
3.根据权利要求1所述的一种吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述水热炭化的温度为200℃-250℃，时间为6h-12h。
4.根据权利要求1所述的一种吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述高温裂解的温度为300℃-500℃，时间为2h-3h。
5.一种由权利要求1至4任一条制备方法得到的吸附剂。
6.一种如权利要求5所述的吸附剂的应用，其特征在于：所述吸附剂用以投入沼池中吸附氨态氮和重金属。
7.根据权利要求5所述的吸附剂的应用，其特征在于：所述吸附剂的投放量为2g/L-4g/L。
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