一种榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法技术

榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，按照所述方法，将榴莲壳清洗后烘干并碾碎，然后将碎片与氨氮废水按一定质量比充分混合，放入反应釜中通入氮气并搅拌加热，保温一段时间至反应结束，之后注入NaOH溶液，继续升温加热，保温至反应结束，获得混合产物。将所得混合产物通过真空过滤，去离子水冲洗，并脱水干燥得到固体焦。本发明专利技术有效利用生活废物与工农业废水，制备多孔碳和废水处理协同进行，成本较低，环境友好。制备出的固体焦具有高比比表面积，有发达的孔隙结构，可作为水体净化材料进行应用。

A method for improving the quality of durian shell and ammonia nitrogen wastewater by copolymerization

【技术实现步骤摘要】
一种榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法
本专利技术属于生物质清洁化利用领域，特别涉及利用生活废物、工农业废水制备生物质水热焦的方法。
技术介绍
随着我国社会经济的快速发展，城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，城市生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之迅速增加，生活垃圾占用土地，污染环境的状况以及对人们健康的影响也越加明显。城市生活垃圾的大量增加，使垃圾处理越来越困难，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。我国要实现城市生活垃圾的产业化、资源化、减量化和无害化，就必须面对生活废物成分复杂、热值低、含水率高、可生物降解的有机物含量高等问题。针对这些问题，多种多样的技术也应用而生。目前随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一；据报道，2001年我国海域发生赤潮高达77次，氨氮是污染的重要原因之一，特别是高浓度氨氮废水造成的污染。因此，经济有效的控制高浓度氨氮废水污染也成为当前环保工作者研究的重要课题，得到了业内人士的高度重视。生物质水热碳化技术以水作为反应介质，使生物质在水自电离的作用下发生脱水、脱羧、聚合和芳香化反应，如果充分利用生物质组分与水系的交联作用，促进水热焦孔隙和框架结构的发展，可以相得益彰。榴莲是一种锦葵目、木棉科巨型的热带常绿乔木，其果皮含丰富的蛋白质、脂肪和纤维素，此外还含有叶酸、烟酸和无机盐，在氨氮废水作用下，经有效水热碳化处理，可促进榴莲壳组分的降解与转化，制备出具有多级孔道结构、吸附能力强的水热焦炭，可用于净化水体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，上述方法有效利用生活废物与工农业废水，制备多孔碳和氨氮废水处理协同进行，成本较低，环境友好。制备出的焦炭，具有多孔结构，并具有较强的吸附能力，可作为水体净化材料进行应用。本专利技术的技术方案为：一种榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，包括如下步骤：(1)将洁净的榴莲壳干燥破碎得到榴莲壳碎末；(2)将步骤(1)所得榴莲壳碎末和含氨氮废水充分混合，放入反应釜，密闭釜体，反应釜中通入氮气，搅拌，加热使混合物发生聚合碳化反应，保温，至反应结束；(3)向步骤(2)中注入NaOH溶液，继续升温加热，保温至反应结束，获得混合产物；(4)将步骤(3)所得混合产物通过真空过滤，去离子水冲洗，并脱水干燥得到固体焦。所述步骤(1)中的榴莲壳为金枕榴莲壳、金腰榴莲壳、泰妃榴莲壳中的一种或几种。所述步骤(2)中的氨氮废水为化肥综合废水，氨氮含量为1000～2400mg/L，与步骤(1)所得榴莲壳碎末质量比为3～6:1。所述步骤(2)中，氮气通入量为使反应釜中压力达20MPa，加热温度为200～250℃，停留时间为40～60分钟，搅拌转速为800～1000转/min。所述步骤(3)中NaOH溶液质量百分比浓度为5～10％，加热温度为300～350℃，停留时间为60～120分钟。所述步骤(4)中去离子水冲洗至溶液pH值为7，干燥温度为100℃，干燥时间为10小时。所述步骤(4)中的真空过滤，真空度为0.09～0.12MPa。所述的榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法得到的固体焦，固体焦比表面积达700m2/g以上，废液中氨氮含量为10～24mg/L。有益效果(1)本专利技术提供了榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，该方法制备多孔碳和氨氮废水处理协同进行，成本较低，环境友好；(2)利用的榴莲壳，廉价易得，蛋白质、脂肪和纤维素含量丰富，与氨氮废水交联作用，充分保障了水热焦多孔结构的形成；(3)本专利技术采用分段水热反应工艺，第一段反应保证了榴莲壳与氨氮废水的共聚反应，第二段NaOH溶液的加入，实现了水热焦孔隙的充分发展，且水热焦比表面积比未采用此工艺提高至少18％；(4)本专利技术提供的榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，所获得固体焦比表面积达700m2/g以上，废液中氨氮含量为10～24mg/L具体实施方式为更好理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术做进一步进行详细说明。榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，包括如下步骤：(1)将榴莲壳用去离子水冲洗干净，放入鼓风干燥箱在90～100℃下干燥10～12小时，破碎至直径小于5mm的碎末；(2)将步骤(1)所得榴莲壳碎末和含氨氮废水按一定质量比充分混合，放入反应釜，密闭釜体，反应釜中通入氮气，开启磁力搅拌，加热使混合物发生聚合碳化反应，保温一定时间，至反应结束；(3)向步骤(2)中注入NaOH溶液，继续升温加热，保温至反应结束，获得混合产物；(4)将步骤(3)所得混合产物通过真空过滤，去离子水冲洗，并脱水干燥得到固体焦。所述步骤(1)中的榴莲壳为金枕榴莲壳、金腰榴莲壳、泰妃榴莲壳中的一种或几种。所述步骤(2)中的氨氮废水为化肥综合废水，氨氮含量为1000～2400mg/L，与步骤(1)所得榴莲壳碎末质量比为3～6:1。所述步骤(2)中，氮气通入量为使反应釜中压力达20MPa，加热温度为200～250℃，停留时间为40～60分钟，磁力搅拌转速为800～1000转/min。所述步骤(3)中NaOH溶液浓度为5～10％，加热温度为300～350℃，停留时间为60～120分钟。所述步骤(4)中去离子水冲洗至溶液pH值为7，干燥温度为100℃，干燥时间为10小时。所述步骤(4)中的真空过滤，真空度为0.09～0.12MPa。固体焦比表面积达700m2/g以上，废液中氨氮含量为10～24mg/L。得到的固体焦可作为重金属吸附材料和电极材料进行应用。实施例一：取金枕榴莲壳用去离子水洗净，在90℃下干燥10小时，破碎至直径小于5mm的碎末；将10g碎末与30g且氨氮含量为1000mg/L的氨氮废水充分混合，放入反应釜，封闭釜体并通入氮气，使反应釜中压力为20MPa，开启磁力搅拌，转速为800转/min，加热至200℃并保温40分钟；然后向反应釜中注入浓度为5％的NaOH溶液，继续升温至300℃并保温60分钟至反应结束，得到混合产物；将混合产物进行真空过滤，真空度为0.09MPa，再用去离子水冲洗至溶液pH值为7，然后在100℃下干燥10小时得到固体焦炭。经N2吸附和离子色谱法分析可知，本实施例中固体焦比表面积达732m2/g以上，废液中氨氮含量为24mg/L。实施例二：取金枕榴莲壳、金腰榴莲壳和泰妃榴莲壳用去离子水洗净，在100℃下干燥12小时，破碎至直径小于5mm的碎末；将10g碎末与60g且氨氮含量为2400mg/L的氨氮废水充分混合，放入反应釜，封闭釜体并通入氮气，使反应釜中压力为20MPa，开启磁力搅拌，转速为1000转/min，加热至250℃并保温60分钟；然后向反应釜中注入浓度为10％的NaOH溶液，继续升温至350℃并保温120分钟至反应结束，得到混合产物；将混合产物进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将洁净的榴莲壳干燥破碎得到榴莲壳碎末；/n(2)将步骤(1)所得榴莲壳碎末和含氨氮废水充分混合，放入反应釜，密闭釜体，反应釜中通入氮气，搅拌，加热使混合物发生聚合碳化反应，保温，至反应结束；/n(3)向步骤(2)中注入NaOH溶液，继续升温加热，保温至反应结束，获得混合产物；/n(4)将步骤(3)所得混合产物通过真空过滤，去离子水冲洗，并脱水干燥得到固体焦。/n

【技术特征摘要】
1.一种榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将洁净的榴莲壳干燥破碎得到榴莲壳碎末；
(2)将步骤(1)所得榴莲壳碎末和含氨氮废水充分混合，放入反应釜，密闭釜体，反应釜中通入氮气，搅拌，加热使混合物发生聚合碳化反应，保温，至反应结束；
(3)向步骤(2)中注入NaOH溶液，继续升温加热，保温至反应结束，获得混合产物；
(4)将步骤(3)所得混合产物通过真空过滤，去离子水冲洗，并脱水干燥得到固体焦。


2.根据权利要求1所述的榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的榴莲壳为金枕榴莲壳、金腰榴莲壳、泰妃榴莲壳中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的榴莲壳与氨氮废水共聚提质的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的氨氮废水为化肥综合废水，氨氮含量为1000～2400mg/L，与步骤(1)所得榴莲壳碎末质量比为3～6:1。


4.根据权利要求1所述的榴莲壳与氨氮废...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭淑青，董向元，马敏阳，刘景梅，韩宇，吴俊杰，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32