CN109231476B - 一种新型氨氮吸附降解剂的合成与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型氨氮吸附降解剂的合成与应用，属于氨氮废水处理技术领域。氨氮吸附降解剂的合成方法是：首先以铝铁矿、硝酸锆或氧化锆、硫酸或磷酸和氨水为原料，合成能高选择性吸附氨氮的印迹吸附材料。然后将活性生物菌负载在吸附材料孔内，确保其能够近距离、高效降解富集在印迹吸附材料表面的氨氮。该技术充分利用了改性铝铁矿物理吸附性能好和生物菌环保、能耗低、降解率高的特点。结果也证明此类氨氮吸附降解剂具有优异的快速脱除氨氮的性能。
Description
技术领域
本发明为一种新型氨氮吸附降解剂的合成与应用，属于氨氮废水处理技术领域。
背景技术
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4 +)形式存在的氮。水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人的身体非常有害。氨氮也是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物均有毒害。特别是自从2015年国家环保部将氨氮、COD和pH值定为污水排放的必检指标后，人们对各类水体(鱼塘、废水、河流域等)中氨氮的降解尤为重视。
作为一种碱性的耗氧污染物，氨氮的去除将在很大程度上降低COD和pH值。
目前，在养殖水域中，氨氮改水剂多采用沸石、腐植酸、生物菌等，由于养殖水域不能改变水体的酸、碱性和温度，也不能添加活性很高的物质，因此目前氨氮的去除率很低。在生活污水、工业污水和饮用水中，去除氨氮的方法主要有生物法、吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、折点加氯法和液膜分离法等。这些水体的酸、碱性和温度虽然可以改变，但运行成本很高。因此，开发一种降解率高的氨氮去除产品具有广阔的应用前景。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种能高效、快速降解氨氮的新型氨氮吸附降解剂的制备方法及其应用。
为解决以上技术问题，本发明通过对廉价的铝铁矿进行改性来提高氨氮的吸附率，以期将氨氮富集在改性铝铁矿表面，然后利用负载在改性铝铁矿表面的优选生物菌，近距离、高效降解富集的氨氮。该技术充分利用了改性铝铁矿物理吸附性能好和生物菌环保、能耗低、降解率高的特点。
本发明公开了一种用于氨氮废水处理的新型氨氮吸附降解剂的制备方法，按下列步骤进行：
(l)将一定比例的铝铁矿、硝酸锆或氧化锆、50～90％硫酸水溶液或50～90％磷酸水溶液混合均匀，持续搅拌，在60～95℃下反应3～5h；
(2)将步骤(1)所得混合液，静置1～3h，取上清液；
(3)将步骤(2)所得液体中加入一定量的浓氨水，不断搅拌,在60～80℃反应3～8h；
(4)将步骤(3)所得混合物在90～150℃继续反应3～6h，收集固体；
(5)将步骤(4)所得固体，在150～300℃下干燥3～5h，收集固体；
(6)将步骤(5)所得固体与一定量含水10％的活性生物菌均匀混合，制得氨氮吸附降解剂。
上述制备方法中，铝铁矿与硝酸锆或氧化锆的物质的量比为100:1～10:1，铝铁矿与硫酸或磷酸的物质的量比为1:1～1:10，铝铁矿与浓氨水的物质的量比为1:1～1:5，铝铁矿与活性生物菌的质量比为1:0.5～1:3。
本发明将一种新型氨氮吸附降解剂应用于氨氮废水的处理。
本发明同现有技术相比，具有的有益效果：本发明合成的新型氨氮吸附降解剂能高效快速降解养殖水域和废水中的氨氮，将在养殖水、工业和生活污水中具有广阔的应用前景。
具体实施方式
新型氨氮吸附降解剂的制备方法，按下列步骤进行：
(l)将一定比例的铝铁矿、硝酸锆或氧化锆、50～90％硫酸水溶液或50～90％的磷酸水溶液混合均匀，持续搅拌，在60～95℃下反应3～5h；
(2)将步骤(1)所得混合液，静置1～3h，取上清液；
(3)将步骤(2)所得液体中加入一定量的浓氨水，不断搅拌，在60～80℃反应3～8h；
(4)将步骤(3)所得混合物在90～150℃继续反应3～6h，收集固体；
(5)将步骤(4)所得固体，在150～300℃下干燥3～5h，收集固体；
(6)将步骤(5)所得固体与一定量含水10％的活性生物菌均匀混合，制得氨氮吸附降解剂。
所述制备方法中，铝铁矿与硝酸锆或氧化锆的物质的量比为100:1～10:1，铝铁矿与硫酸或磷酸的物质的量比为1:1～1:10，铝铁矿与浓氨水的物质的量比为1:1～1:5，铝铁矿与活性生物菌的质量比为1:0.5～1:3。
所述的新型氨氮吸附降解剂应用于氨氮废水的处理。
所述的活性生物菌或为芽孢菌，或为酵母菌，或为乳酸菌。
实施例1
(l)将60g铝铁矿、1g硝酸锆和80mL 60％硫酸水溶液混合均匀，持续搅拌，在80℃下反应4h；
(2)将步骤(1)所得混合液，静置2h，取上清液；
(3)将步骤(2)所得液体中加入70mL浓氨水，不断搅拌，在70℃反应5h；
(4)将步骤(3)所得混合物在95℃继续反应5h，收集固体；
(5)将步骤(4)所得固体，在200℃下干燥3h，收集固体；
(6)将步骤(5)所得固体与60g含水10％的芽孢菌均匀混合，制得氨氮吸附降解剂。记为CAM-1。
将CAM-1按0.1％的比例加入到太原市某生活污水中，8h后分别对加料前后水体的氨氮进行检测，结果见表1。
实施例2
将实施例1步骤(1)中的硝酸锆的质量变为0.5g。
其它步骤与实施例1相同。
所得聚合物，记为CAM-2。
去除氨氮的实验与实施例1相同，结果见表1。
实施例3
将实施例1步骤(1)中的硫酸水溶液变为磷酸水溶液。
其它步骤与实施例1相同。
所得聚合物，记为CAM-3。
去除氨氮的实验与实施例1相同，结果见表1。
实施例4
将实施例1步骤(1)中的60％硫酸水溶液的用量增加为100mL。
其它步骤与实施例1相同。
所得聚合物，记为CAM-4。
去除氨氮的实验与实施例1相同，结果见表1。
实施例5
将实施例1步骤(6)中芽孢菌变为酵母菌。
其它步骤与实施例1相同。
所得聚合物，记为CAM-5。
去除氨氮的实验与实施例1相同，结果见表1。
表1太原市某生活污水氨氮处理结果
Claims (2)
1.一种氨氮吸附降解剂的制备方法，按下列步骤进行：
(l)将一定比例的铝铁矿、硝酸锆或氧化锆、50～90％的硫酸水溶液或50～90％的磷酸水溶液混合均匀，持续搅拌，在60～95℃下反应3～5h；
(2)将步骤(1)所得混合液，静置1～3h，取上清液；
(3)将步骤(2)所得上清液中加入一定量的浓氨水，不断搅拌，在60～80℃反应3～8h；
(4)将步骤(3)所得混合物在90～150℃继续反应3～6h，收集固体；
(5)将步骤(4)所得固体，在150～300℃下干燥3～5h，收集固体；
(6)将步骤(5)所得固体与一定量含水10％的活性生物菌均匀混合，制得氨氮吸附降解剂；
所述制备方法中，铝铁矿与硝酸锆或氧化锆的物质的量比为100:1～10:1，铝铁矿与硫酸或磷酸的物质的量比为1:1～1:10，铝铁矿与浓氨水的物质的量比为1:1～1:5，铝铁矿与活性生物菌的质量比为1:0.5～1:3；活性生物菌或为芽孢菌，或为酵母菌，或为乳酸菌。
2.将权利要求1所述制备方法制得的氨氮吸附降解剂应用于氨氮废水的处理。
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