[发明专利]利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法及氨氮吸附剂的应用

说明书

技术领域

本发明属于环保领域中的水污染处理技术，特别是涉及一种利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法及所制得的氨氮吸附剂在去除氨氮水溶液中氨氮的应用。

背景技术

近年来，我国的水体大多面临富营养化的威胁，究其原因，是因为N、P过量排放导致。所以，氨氮，作为一项严格控制的排放指标，是各污水处理厂和污水处理设施处理性能的重要参考指标。目前，对于氨氮的去除，主要有生物法和物理化学法，生物法主要应用于大型污水处理厂，是主流的处理方法，其对碳氮比要求较严格，不适用与处理有机物含量低而氮含量很高的污水。而物理化学法主要有氨吹脱和吸附法，氨吹脱法可用于处理含氮量很高的工业废水，其工艺控制较严格，能耗和成本相对较高。吸附法作为一种低能耗的的处理方法，其应用受到了吸附剂的限制。目前的吸附剂多采用沸石、活性炭、蛭石等，其吸附能力往往在进水氨氮浓度较高时，有较好的吸附能力，在进水氨氮浓度在150mg/L以下，传统吸附剂去除能力十分有限，且吸附达到平衡的时间较长，往往需要60min以上才能达到平衡，经济效益低。

香蕉皮作为固体废弃物，同时作为生物质，属于一种可再生的材料。香蕉皮获取成本相对较低，利用其制作吸附剂，是对其实现了资源化，符合循环经济的理念，具有较好的经济效益。传统的用果皮制取吸附剂的方法，均是将其在高温下碳化，制成活性炭，其能耗很高，而且因为高温碳化过程中，由于挥发和气化作用，其产量往往较低，制成的活性炭对氨氮的吸附能力也相当有限。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法。该方法仅通过脱水-破碎-浸泡-洗涤，即制得氨氮吸附剂，避免了高温加热，能耗远低于制作活性炭，且制作过程对材料的损耗极小，产量高。

本发明的再一目的是提供由所述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法制得的氨氮吸附剂的应用。

为实现上述目的，本发明采取如下措施：

本发明所述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法，包括如下步骤：收集成熟的香蕉皮，洗净，加热干化；将干化后的香蕉皮破碎至颗粒状；再将破碎至颗粒状的香蕉皮置于碱液改性剂中浸泡改性，并搅拌；然后过滤，取滤渣用无氨水洗涤，再过滤，重复洗涤至洗涤水接近无色；室温下干化即可。

在上述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法中，所述加热干化的温度为100～110℃。

在上述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法中，所述将干化后的香蕉皮破碎至20～60目的颗粒状。

在上述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法中，所述碱液改性剂为NaOH溶液，所述NaOH溶液的浓度为0.05～0.2mol/L。

在上述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法中，所述浸泡改性的时间为10～30分钟。

在上述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法中，所述浸泡改性中颗粒状的香蕉皮质量与碱液改性剂体积之比为1～4g︰10ml。

本发明所述的由所述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法制得的氨氮吸附剂的应用，具体方法为：将氨氮吸附剂与氨氮水溶液混合，搅拌，过滤，即可去除氨氮水溶液中的氨氮。

在上述由所述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法制得的氨氮吸附剂的应用中，所述氨氮吸附剂质量与氨氮水溶液体积之比为0.1～0.5g︰25ml；适宜处理的氨氮水溶液中氨氮含量为10～150mg/L。

在上述由所述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法制得的氨氮吸附剂的应用中，所述氨氮吸附剂的粒径为60～200目。

在上述由所述利用香蕉皮制备氨氮吸附剂的方法制得的氨氮吸附剂的应用中，所述搅拌温度为20～40℃；所述搅拌时间为15～25min；所述氨氮水溶液的初始pH范围为5～9。

本发明利用香蕉皮，仅通过脱水-破碎-浸泡-洗涤，即制得氨氮吸附剂，与一般用果皮、果壳通过高温加热制取活性炭吸附剂的方法相比，本方法操作简单易行，无需加热，能耗低，产量高。经试验表明，由本发明所述方法制取的氨氮吸附剂在进水氨氮含量为10～150mg/L范围内，对氨氮吸附能力高，吸附性能稳定，且吸附达到平衡的时间在25℃仅为15min，吸附时间短。本发明在污水处理，特别是低氨氮污水脱氮领域，具有较好的开发前景和经济效益。与此同时，本发明还对香蕉皮实现了资源化。

具体实施方式