一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术的一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用，属于绿色建筑材料资源化利用和污水处理领域。本发明专利技术的制备方法具体是：将偏高岭土烘干并磨粉并过150目筛；将水玻璃与氢氧化钠混合，常温放置冷却12h，得到碱性活化剂。将偏高岭土逐渐加入到碱性活化剂中并不断搅拌，加入蒸馏水直至液固比为2：1，充分搅拌后放入90℃烘箱12h，脱模得到偏高岭土基地聚物，打粉后得到偏高岭土基地质聚合物氨氮吸附剂。本发明专利技术将地聚物应用于生活污水氨氮的去除，原料来源广泛，绿色环保，氨氮去除率可达83％。

Ammonia nitrogen adsorbent based on metakaolin-based geopolymer, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用
本专利技术涉及氨氮吸附剂，具体涉及一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用。
技术介绍
伴随我国经济的快速发展，水污染问题日益突出。其中，工业产生的含氮废水对生态链的平衡影响恶劣，严重威胁人类发展。目前，活性污泥工艺应用广泛，能有效的去除COD、N、P等污染物，但去除氨氮时存在二级处理后仍达不到排放标准的问题，需要二次投加吸附剂。常见的吸附剂有无烟煤、活性炭、沸石等，存在选择性差、造价昂贵、吸附能力有限等缺点。因而，开发一种去除氨氮的吸附剂是当今时期的迫切需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用，以解决经传统活性污泥法处理后的生活污水中氨氮不达标的问题。本专利技术提供一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂，由偏高岭土和碱性活化剂混合焙烧制成；所述碱性活化剂由0.6-2.5重量份的NaOH与20-30重量份的水玻璃混合配制成，75-125重量份偏高岭土与所述碱性活化剂加入蒸馏水至液固比为2：1。在本专利技术的基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂中，当NaOH投加量为1.48重量份，水玻璃投加量为25.44重量份，偏高岭土投加量为88.89重量份时，有最大的氨氮吸附量。本专利技术提供一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂的制备方法，包括如下步骤：1)将75-125重量份的偏高岭土烘干，研磨成粉，并过150目筛，得到偏高岭土粉末；2)将0.6-2.5重量份的NaOH与20-30重量份的水玻璃混合后，常温放置冷却12h，得到碱性活化剂；3)将偏高岭土粉末逐渐加入到碱性活化剂中并不断搅拌，加入蒸馏水直至液固比为2：1，充分搅拌后放入90℃烘箱12h，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；4)将偏高岭土基地质聚合物打成粉末后得到偏高岭土基地质聚合物氨氮吸附剂。在本专利技术的基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂的制备方法中，选取氢氧化钠、水玻璃、偏高岭土的用量作为变量，采用中心组合方法设计实验方案；采用多元线性回归对数据进行二次模型拟合，得出最大的氨氮吸附量的组分含量：为氢氧化钠为1.48重量份，水玻璃为25.44重量份，偏高岭土为88.89重量份。本专利技术还提供一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂在去除生活污水中氨氮的应用。在本专利技术的基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂在去除生活污水中氨氮的应用中，先调节生活污水的pH＝7～8，氨氮吸附剂投加量为10kg/m3，接触反应时间为1.5h。本专利技术的基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂，具有丰富的内部空隙结构与类沸石结构，可以有效的处理水中氨氮，原材料价格低廉，并且该材料绿色环保，无二次污染引入，具有很好的应用前景。可解决经传统活性污泥法处理后的生活污水中氨氮不达标的问题。本专利技术的制备工艺过程简单，且吸附性能优良，对生活废水中的氨氮去除率可达到83％。附图说明图1是氨氮吸附剂投加量与氨氮去除率关系图；图2是NaOH浓度与水玻璃投加量对氨氮平衡吸附量关系图；图3是NaOH浓度与偏高岭土对氨氮平衡吸附量关系图；图4是水玻璃投加量与偏高岭土对氨氮平衡吸附量关系图；图5是氨氮吸附剂SEM图。具体实施方式地聚物兼具高分子材料与无机材料的特性，具有耐化学腐蚀、耐高温、制作简单低耗等优点，常用做建筑功能材料、膜材料、光催化剂或吸附剂。地聚物由碱活化剂与固态硅铝化合物反应形成，内部结构由硅氧四面体与铝氧四面体通过顶角氧原子链接而成，与沸石的三维网状结构类似，也具有类似的氨氮处理能力。本专利技术提供一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂，由偏高岭土和碱性活化剂混合焙烧制成；所述碱性活化剂由0.6-2.5重量份的NaOH与20-30重量份的水玻璃混合配制成，75-125重量份偏高岭土与所述碱性活化剂加入蒸馏水至液固比为2：1。具体实施时，当NaOH投加量为1.48重量份，水玻璃投加量为25.44重量份，偏高岭土投加量为88.89重量份时，有最大的氨氮吸附量。本专利技术还提供一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂的制备方法，包括如下步骤：1)将75-125重量份的偏高岭土烘干，研磨成粉，并过150目筛，得到偏高岭土粉末；2)将0.6-2.5重量份的NaOH与20-30重量份的水玻璃混合后，常温放置冷却12h，得到碱性活化剂；3)将偏高岭土粉末逐渐加入到碱性活化剂中并不断搅拌，加入蒸馏水直至液固比为2：1，充分搅拌后放入90℃烘箱12h，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；4)将偏高岭土基地质聚合物打成粉末后得到偏高岭土基地质聚合物氨氮吸附剂。实施例1偏高岭土加入量为90重量份，NaOH加入量为1.0重量份，水玻璃加入量为22重量份。实施例2偏高岭土加入量为100重量份，NaOH加入量为1.5重量份，水玻璃加入量为25重量份。实施例3偏高岭土加入量为110重量份，NaOH加入量为2重量份，水玻璃加入量为28重量份。具体实施时，在本专利技术的基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂的制备方法中，选取氢氧化钠、水玻璃、偏高岭土的用量作为变量，采用中心组合方法设计实验方案；采用多元线性回归对数据进行二次模型拟合，得出最大的氨氮吸附量的组分含量：为氢氧化钠为1.48重量份，水玻璃为25.44重量份，偏高岭土为88.89重量份。本专利技术的一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂可用于去除生活污水中氨氮，先调节生活污水的pH＝7～8，氨氮吸附剂投加量为10kg/m3，接触反应时间为1.5h。在实验前进行单因素实验确定不同因素的实验范围，限定因素A，氢氧化钠投加量的范围为0.6-2.5重量份，因素B水玻璃投加量的范围为20-30重量份，因素C偏高岭土投加量的范围为75-125重量份。在上述范围内选取如下表格1中的20组实验数据，根据软件designexpert8.0的中心组合方法(CentralCompositeDesign)设计实验方案，进行实验后将实验结果填入软件得出不同因素两两之间对氨氮平衡吸附量的关系图，图2是NaOH浓度与水玻璃投加量对氨氮平衡吸附量关系图；图3是NaOH浓度与偏高岭土对氨氮平衡吸附量关系图；图4是水玻璃投加量与偏高岭土对氨氮平衡吸附量关系图。图5是最终制成的氨氮吸附剂SEM图表1实验设计方案及结果以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术的思想，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂，其特征在于，由偏高岭土和碱性活化剂混合焙烧制成；所述碱性活化剂由0.6‑2.5重量份的NaOH与20‑30重量份的水玻璃混合配制成，75‑125重量份偏高岭土与所述碱性活化剂加入蒸馏水至液固比为2：1。

【技术特征摘要】
1.一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂，其特征在于，由偏高岭土和碱性活化剂混合焙烧制成；所述碱性活化剂由0.6-2.5重量份的NaOH与20-30重量份的水玻璃混合配制成，75-125重量份偏高岭土与所述碱性活化剂加入蒸馏水至液固比为2：1。2.如权利要求1所述的基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂，其特征在于，当NaOH投加量为1.48重量份，水玻璃投加量为25.44重量份，偏高岭土投加量为88.89重量份时，有最大的氨氮吸附量。3.一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将75-125重量份的偏高岭土烘干，研磨成粉，并过150目筛，得到偏高岭土粉末；2)将0.6-2.5重量份的NaOH与20-30重量份的水玻璃混合后，常温放置冷却12h，得到碱性活化剂；3)将偏高岭土粉末逐渐加入到碱性活化剂中并不断搅拌，加入蒸馏水直至...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅金祥，范冬晗，张荣新，刘子鸥，孙舶洋，谭帅晨，刘树鑫，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21