当前位置: 首页 > 专利查询>天津大学专利>正文

颗粒吸附剂及其制备方法和在吸附氨氮中的应用技术

技术编号:11276825 阅读:109 留言:0更新日期:2015-04-09 09:26
本发明专利技术公开颗粒吸附剂及其制备方法和在吸附氨氮中的应用,按照重量份数由以下组分组成:骨架材料3—5份、粘结剂3—4份、致孔剂1—3份、功能性物质1—2份,骨架材料为鹿沼土或者赤玉土,粘结剂为膨润土、天然沸石粉或蒙脱土,致孔剂为玉米淀粉、可溶性淀粉、聚乙烯吡咯烷酮或尿素;功能性物质为氯化钠、硫酸钠或者硝酸钠。在混合均匀后,向其中加入去离子水调制成糊状后成型,待成型干燥后在400-800℃下烧结,烧结时间为1—2h即可。本发明专利技术来源广泛、成本低廉、针对高浓度氨氮废水中的氨氮吸附性能优良、无需后续处理、对环境不造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
颗粒吸附剂及其制备方法和在吸附氨氮中的应用
本专利技术属于吸附材料合成及应用领域,更加具体地说,涉及一种由不同粘土矿物 合成的去除废水中氨氮的颗粒吸附剂及其制作方法。
技术介绍
近年来,随着工业的快速发展,稀土、化工、钢铁等行业产生了大量的高浓度氨氮 废水,若不经处理直接排放,氨氮的氧化会导致水体中溶解氧浓度降低,引起河水水质发黑 发臭,水质严重变差。同时,水中氮素含量过高会造成藻类急剧增加,引起水体的富营养化。 在有利的环境条件下,氨氮会进一步转化成亚硝酸盐氮、硝酸盐氮,饮用硝酸盐污染的水会 对人体健康造成严重的危害,硝酸盐在人体内可被微生物还原为有毒的亚硝酸盐,亚硝酸 盐可将血红蛋白中的二价铁转化为三价铁,使红血球变性,血红蛋白不再具有携氧能力,导 致人体出现窒息现象。婴儿胃内酸度低于成年人,有利于硝酸盐还原菌的生长,所以婴儿对 硝酸盐的潜在毒性比成年人更为敏感,使得婴儿易患高铁血红蛋白症。我国自1998年1月 1日起实行的《GB8978-2002污水综合排放标准》一级标准规定氨氮不得超过15mg/L,二级 标准规定氨氮不得超过25mg/L(医药原材料、染料、石油化工企业不得超过50mg/L)。 目前对含氨氮废水的处理技术,主要有物理化学和生物处理技术两大类。物理化 学技术包括折点加氯法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法、反渗透法等,这些方法通常运行 条件严格,由于需要大量化学药剂或者能源而造成成本较高。微生物法去除氨氮包括硝化、 反硝化两个过程,常见的生物脱氮技术主要有活性污泥法和生物膜法,虽然成本较低,但是 微生物的抗高冲击负荷能力较差,不适于高浓度氨氮废水的处理。吸附法吸附废水中的氨 氮安全可靠且成本较低,目前常见的吸附剂主要有膨润土、沸石、碳纳米管、粉煤灰、活性炭 等。这些吸附剂通常颗粒细小、比表面大、吸附能力强,具有较高的离子交换性能。在现有 的研宄及应用中,沸石、活性炭等吸附剂通常有粉末状、颗粒状等多种形态,但膨润土等土 壤吸附剂多为粉末状。粉末状吸附剂难于固液分离、不易沉降,而颗粒状吸附剂处理工艺比 较简单、消耗动力少,易于重复利用。由于天然吸附剂在应用中存在其局限性,已有许多针 对上述吸附剂进行优化的研宄,例如,在土壤吸附剂的颗粒化研宄中,已有研宄以钠基膨润 土为原料,掺入适量淀粉、煤粉或污泥后经加水搅匀、挤压、烘干、高温焙烧、冷却后制得多 孔膨润土颗粒。但是,目前多数吸附剂成分较为单一,其改性技术可能对环境造成污染,且 通常是针对较低浓度氨氮废水进行处理,对高浓度氨氮废水中的氨氮吸附效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种颗粒吸附剂及其制备方法,来 源广泛、成本低廉、针对高浓度氨氮废水中的氨氮吸附性能优良、无需后续处理、对环境不 造成二次污染。 本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现: 颗粒吸附剂,按照重量份数由以下组分组成:骨架材料3- 5份、粘结剂3- 4份、 致孔剂1 一3份、功能性物质1 一2份,其中: 所述骨架材料为鹿沼土或者赤玉土,或者鹿沼土和赤玉土以1:1质量比混合均勾 的混合物; 所述粘结剂为膨润土、天然沸石粉或蒙脱土; 所述致孔剂为玉米淀粉、可溶性淀粉、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或尿素; 所述功能性物质为氯化钠、硫酸钠或者硝酸钠。 在上述技术方案中,各组分的重量份数优选如下:骨架材料3. 5-5份、粘结剂3- 3. 5份、致孔剂1 一2. 5份、功能性物质1 一 1. 5份。 在上述技术方案中,各组分的粒径要求为:骨架材料为80-105ym;粘结剂为 50-100μm;致孔剂为10-40μm;功能性物质为100-200μm。 上述颗粒吸附剂的制备方法,按照下述步骤进行: 按照所述质量份数和粒径要求称取骨架材料、粘结剂、致孔剂和功能性物质,混合 均匀后,向其中加入去离子水调制成糊状后成型,待成型干燥后在400-800°C下烧结,烧结 时间为1 一2h。 在上述技术方案中,成型为状、片状或者颗粒状,以球状颗粒为宜,颗粒直径保持 在 2 - 3mm〇 在上述技术方案中,选择干燥温度为90- 110°C干燥20- 24h。 在上述技术方案中,烧结温度为550- 600°C,烧结时间为1. 5 - 2h。 上述颗粒吸附剂在吸附氨氮中的应用,利用本专利技术的颗粒吸附剂对水体中氨氮进 行吸附,氨氮吸附作用原理为离子交换: 本文档来自技高网
...

【技术保护点】
颗粒吸附剂,其特征在于,所述吸附剂65%以上的孔隙孔径为2‑50nm,BET比表面积36‑37m2·g‑1;Langmuir比表面积为33‑35m2·g‑1;T‑plot比表面积为40‑42m2·g‑1;总孔隙量为0.10—0.15cm3·g‑1,按照重量份数由以下组分组成:骨架材料3—5份、粘结剂3—4份、致孔剂1—3份、功能性物质1—2份,称取骨架材料、粘结剂、致孔剂和功能性物质,混合均匀后,向其中加入去离子水调制成糊状后成型,待成型干燥后在400‑800℃下烧结,烧结时间为1—2h,其中:所述骨架材料为鹿沼土或者赤玉土,或者鹿沼土和赤玉土以1:1质量比混合均匀的混合物;所述粘结剂为膨润土、天然沸石粉或蒙脱土;所述致孔剂为玉米淀粉、可溶性淀粉、聚乙烯吡咯烷酮或尿素;所述功能性物质为氯化钠、硫酸钠或者硝酸钠。

【技术特征摘要】
1. 颗粒吸附剂,其特征在于,所述吸附剂65%以上的孔隙孔径为2-50nm,BET比表面积 36_37m2 ? g ^Langmuir 比表面积为 33_35m2 ? g ^T-plot 比表面积为 40_42m2 ? g %总孔隙 量为0. 10- 0. 15cm3 ? g'按照重量份数由以下组分组成:骨架材料3- 5份、粘结剂3- 4 份、致孔剂1 一3份、功能性物质1 一2份,称取骨架材料、粘结剂、致孔剂和功能性物质,混合 均匀后,向其中加入去离子水调制成糊状后成型,待成型干燥后在400-800°C下烧结,烧结 时间为1 一2h,其中: 所述骨架材料为鹿沼土或者赤玉土,或者鹿沼土和赤玉土以1:1质量比混合均匀的混 合物;所述粘结剂为膨润土、天然沸石粉或蒙脱土;所述致孔剂为玉米淀粉、可溶性淀粉、 聚乙烯吡咯烷酮或尿素;所述功能性物质为氯化钠、硫酸钠或者硝酸钠。2. 根据权利要求1所述的颗粒吸附剂,其特征在于,各组分的重量份数优选如下:骨架 材料3. 5- 5份、粘结剂3- 3. 5份、致孔剂1 一2. 5份、功能性物质1 一 1. 5份。3. 根据权利要求1所述的颗粒吸附剂,其特征在于,各组分的粒径要求为:骨架材料为 80-105 y m ;粘结剂为50-100 y m ;致孔剂为10-40 y m ;功能性物质为100-200 y m。4. 颗粒吸附剂的制备方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵迎新季民郑心怡
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津;12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1