[发明专利]一种吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种吸附催化脱氮的锰负载纤维及其制备与应用。本发明以丝瓜络为原料，通过与氢氧化钠，高锰酸钾和硫酸锰混合改性，制得负载锰氧化物的丝瓜络纤维。将所述的吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维加入到含有氨氮的废水中，接种污泥，然后曝气、反应，氨氮吸附降解完成。本发明制备方法简单，所制备的负载锰丝瓜络纤维能在常温下高效去除水体中的氨氮，能使水中的氨氮迅速吸附在丝瓜络表面，达到快速催化降解的目的，同时，丝瓜络纤维还可作为反硝化反应的缓释碳源。本发明适用于氨氮废水的脱氮处理。

技术领域

本发明涉及一种吸附催化脱氮的锰负载纤维及其制备与应用，属于水污染治理技术领域。

背景技术

水体污染是环境污染中最主要的一种污染。近年来，随着各大行业的逐步发展，废水排放问题已经成为重点的环境问题，大量废水的随意排放不仅对生态环境造成严重威胁，同时对人类的健康发展也产生很多负面影响。

氨氮是水体氮污染的一种典型形式，现在常用的脱氮技术有空气吹脱，化学沉淀，高级氧化，生物处理等技术。但其成本高，效率低，且难以处理低氨氮废水。针对上述问题，吸附法在氨氮废水的处理中得到越来越广泛的应用，常用的吸附剂如沸石、生物炭等，虽然这些吸附剂具有较高的吸附能力，但也存在着吸附剂用量大、制备工艺复杂、吸附平衡期长等缺陷。

近些年来，锰元素因显著影响生物脱氮效率而逐渐成为重点关注元素之一。锰是环境中普遍存在的金属元素，也是微生物活动中不可缺少的一部分。锰元素可以参加细菌超氧化物歧化酶的活动，对脱氮过程中微生物酶的合成起着至关重要的作用。同时，锰氧化物锰氧化物作为一种具有良好的吸附能力和较强的氧化性能的生态友好性吸附剂，具有制备方法简单，去除率高，去除率快，适用条件广等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：目前常用的脱氮技术成本高，效率低，且难以处理低氨氮废水的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维，所述锰负载丝瓜络纤维以丝瓜络为原料，通过与氢氧化钠，高锰酸钾和硫酸锰混合改性，制得负载锰氧化物的丝瓜络纤维。

本发明还提供了上述吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维的制备方法，将丝瓜络段完全浸没于氢氧化钠溶液中，浸泡30～120min后取出，并洗涤至中性，干燥；然后将丝瓜络浸泡在硫酸锰的水溶液中，再加入高锰酸钾溶液，将得到的反应体系置于摇床上室温下反应后取出，干燥后即得锰负载丝瓜络纤维。

优选地，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1～10％。

优选地，所述洗涤的方法具体为：先用自来水冲洗，然后用去离子水漂洗至漂洗液呈中性。

优选地，所述高锰酸钾与硫酸锰的质量比为(1～3)：(1～3)；所述高锰酸钾与反应体系的比例为(1～5)g:(200～1000)mL。

优选地，所述丝瓜络浸泡在硫酸锰的水溶液中为完全浸泡并超声10min。

优选地，所述反应的时间为1～24h。

优选地，两次所述干燥的温度均为50～70℃，时间均为1～3h。

本发明还提供了上述吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维在吸附降解水中氨氮中的应用，其特征在于，将所述的吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维加入到含有氨氮的废水中，接种污泥，然后曝气、反应，氨氮吸附降解完成。

优选地，所述的吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维作为填料置于多孔结构中，以防止被水流冲散，再将该装有填料的多孔结构置于生物滤池反应器中，使待处理废水由下至上通过该反应器；所述曝气具体为通入空气或氧气，曝气过程控制水体中溶解氧2-5mg/L；所述吸附催化脱氮的锰负载丝瓜络纤维加入量为：使生物滤池填充率(体积)为30％～40％。