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杨树叶粉末对水中氨氮的吸附性能研究

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文档简介:

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

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