杨树叶粉末对水中氨氮的吸附性能研究

第44卷第3期2015年3月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustryVo1．44No．3Mar．2015杨树叶粉末对水中氨氮的吸附性能研究何瑞，荆肇乾，杨凯华，茅尖，董向芸，陈硕(南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037)摘要：采用干燥的杨树叶粉末，探讨其对水中氨氮的吸附陛能。结果表明，pH变化对氨氮吸附效果影响较小；相同氨氮初始浓度条件下，随着投加量增加，单位质量杨树叶粉末对氨氮的吸附量明显减少；初始氨氮浓度越大，单位吸附量也越大。杨树叶粉末对氨氮的吸附遵循Langmuir及Freundlich等温吸附模型。关键词：杨树叶；氨氮；吸附；等温线中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671．9905(2015)03．0044-04氮磷营养盐是导致水体富营养化[】]的主要因素，是目前水污染防治的关键控制因子。近几年中国环境状况公报显示，我国主要湖(库)富营养化问题严重，国家主要监控的湖(库)中超过Ⅳ类水质的达到70％以上，太湖、滇池为劣V类水质；7大水系总体为中度污染，且均存在氨氮指标较高的问题。从全国范围来看，主要水体的污染不仅没有从根本上控制，而且还存在逐年加重的趋势。能否有效地控制点源和面源氮素污染】，已经成为遏制目前水体污染形势加剧的关键所在。杨树是一个生长迅速、适应性广的优良树种，在人工林种植中占有重要地位[_，是我国数量最多的树木之一，作为落叶树种每年有大量的杨树落叶废弃而没有得到较好的利用。通过研究杨树落叶对氨氮的去除效果，探索能否利用杨树落叶提升滨水林区含氮污染物的削减效果，具有重要应用价值。1材料与方法1．1实验材料杨树叶粉末：来自山东某杨树林区落叶经自然干燥碾碎后的粉末。模拟氨氮废水：准确称取3．819g于105条件下干燥2h的无水氯化铵，溶于水，配制成氨氮质量浓度为1000mg·L的标准储备液。吸取该储备液100．OOmL于lO00mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀，即得氨氮质量浓度为100mg·L的模拟废水。其他质量浓度配制方法相同。苯酚钠溶液(阴暗处保存5d内可用)：量取5mol·L的NaOH55mL注入烧杯，加入25g苯酚，溶解冷却后加入6mL丙酮，加蒸馏水至200mL。次氯酸钠溶液(可保存7d)：按市售次氯酸钠：蒸馏水=1：4稀释即可。1．2实验仪器L6紫外可见分光光度计，FA2004Bl％。电子天平，CHA—SA气浴恒温振荡器，HH一6数显恒温水浴锅，GZX一9140MBE电热鼓风干燥箱，PHB一4便携式pH计，温度计，50mL具塞比色管，10mm玻璃比色皿。1．3实验方法1．3．1杨树叶粉末吸附氨氮的测定方法氨氮的测定采用苯酚钠分光光度法f8】。按式(1)计算氨氮去除率R，按式(2)计算杨树叶粉末的吸附量g。R=(Co—C)／Co’100％(1)孽=—C)(2)式中：Co为吸附前氨氮溶液的质量浓度，mg·L～；C为吸附后氨氮溶液的质量浓度，mg·L～；q为氨氮的吸附量，mg·g～；氨氮溶液体积，mL；m为吸附剂干重，g。基金项目：2013年国家级大学生创新创业训练计划项目(201310298031)；人社部2013年度留学回国择优资助项目；江苏省“十二五”重点建设专业资助项目作者简介：何瑞(1993一)，男，主要从事给排水工程技术研究通讯联系人：荆肇乾(1975一)，男，博士，副教授，E—mail：carljing@163．com，电话：025—85427691；13915967569收稿日期：2015．01—12第3期何瑞等：杨树叶粉末对水中氨氮的吸附l生能研究451．3．2吸附影响因素实验在不同pH、氨氮初始浓度及杨树叶粉末投加量条件下，对杨树叶粉末吸附氨氮效果进行实验研究，探讨杨树叶粉末吸附氨氮的操作参数。l_3_3吸附等温线研究配制初始质量浓度分别为6、10、15、20、30、40、50mg·L的氨氮溶液置于250mL锥形瓶中，然后分别投加40g·L杨树叶，加塞后在45cc下恒温振荡至吸附平衡(5h)，过滤后用苯酚钠分光光度法测定滤液中氨氮浓度。实验结果利用Langumuir及Freundlich等温吸附模型进行拟合。2结果与讨论2．1氨氮初始浓度对吸附的影响在杨树叶用量均为40g·L～、pH=6．93、震荡温度45℃、震荡时间lh的条件下，在2～100mg·L一范围内，调整氨氮初始浓度，研究初始浓度对吸附过程的影响，结果如图1所示。500—450400·350彗300ⅢIj250杂20015010050026lO2040608【Jl【J0初始氨氮浓度／mg·L图1初始氨氦浓度对吸附的影响Fig．1Theeffectofinitialconcentrationontheadsorptionofammo—nianitr