本发明属于环境化学及水处理工程领域，具体涉及一类氨氮废水吸附材料的制备方法。
背景技术：
氨氮是引起水体富营养化和污染环境的一种重要污染物质，目前，常用的氨氮废水处理方法有吹脱法、沸石吸附法、膜分离技术、化学沉淀法、化学氧化法、生物脱氮法等。目前我国处理高浓度氨氮废水的主要方法为吹脱法或汽提法，它是将氨态氮在碱性条件下转化为游离氨，然后通过鼓如空气(或蒸汽)使游离氨脱离水相达到脱除氨氮的目的。吹脱法的局限性在于，当氨氮浓度低于500mg/L时，氨氮吹脱率显著下降，如果继续增加吹脱塔数量，则能耗及运行成本成倍增加。
而微生物脱氮法，其硝化细菌生长繁殖受温度及环境等因素的影响很大，同时对氨氮的浓度要求很高，一般用于浓度低于200mg/L的氨氮废水。化学沉淀法的连续投药费用及长期运行成本较高，处理不当还可能出现二次污染问题。
沸石作为一种廉价的天然矿物，利用它对氨的吸附属性处理氨氮废水是国内近些年提出的一种方法。其缺点是天然沸石的氨分子交换容量小，因此交换吸附设备的运行效率较低。
蒙脱土对氨分子也具有较高的吸附容量，其缺点是遇水时易于粘结成团，无法直接作为吸附材料。所有寻求一种新型的吸附材料用于处理中低浓度氨氮废水变的极其重要。
技术实现要素：
本发明的目的是通过对蒙脱土进行复合化学改性，获得对氨分子具备较强吸附能力的廉价材料，用以处理中低浓度的氨氮废水。
本发明的技术特点在于，通过对天然的纤维质废弃物及蒙脱土的复合改性工艺，可以得到在氨氮废水中具备足够通透性及吸附能力的氨氮吸附材料。复合材料在改性过程中形成的活性炭可增强其对氨的吸附效能及通透性。此外，所用原料在来源及成本方面也具备优势。
本发明所涉及的一种用于中低浓度氨氮废水的吸附材料制备方法，其制备过程是按如下步骤进行的：
1)蒙脱土的化学改性
将蒙脱土研磨后过200～1000目筛。然后将其倒入到装有浓度为1～4mol/L的酸的反应器中，加入量以完全浸没为度，搅拌1～12h。取出反应物并离心分离及水洗至中性。然后将离心蒙脱土与浓度为0.05～2.0mol/L的Cu2+溶液混合，搅拌反应1～3h；
2)掺填料的化学改性
将粉碎至细度为20～500目的掺填料与质量百分比浓度为15～75％的磷酸溶液按重量比1：1.0～2.5搅拌混合均匀，于50℃～80℃下浸泡0.5～6小时后过滤。将滤出物水洗至pH为中性为止；
3)蒙脱土复合改性材料的制备
将改性蒙脱土与改性掺填料二者投入到混合器中，其中，掺填料的比重为10wt％～40wt％，在50～1500rad/min的下快速搅拌10～40分钟，造粒，并转入焙烧炉中，在300℃～500℃下密闭焙烧2～4小时后即为产品。
进一步地，步骤1)中蒙脱土化学改性所用酸为：硫酸、硝酸、盐酸。
进一步地，以上步骤2)中掺填料化学改性所用填料为：稻壳、小麦壳、木屑、纸屑、玉米芯、树叶、干草、玉米杆、水稻径、小麦径。
本发明的技术优势在于，所选取的材料来源广，便宜。主材蒙脱土在我国的分布极广，而且储量很大；改性填料是利用农业上常见的废弃物，做到了变废为宝，大大减少了材料的制造成本，提高了市场竞争力。同时由于在蒙脱土上接枝了铜离子，大大提高了氨氮的吸附效率及对氨氮的吸附选择性。与传统吸附材料相比，其吸附能力是传统吸附材料的2倍以上，可以达到50mg/g以上，而成本价格只有600元/吨。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施实例1蒙脱土复合改性吸附材料的制备
称取500g蒙脱土，过200目筛。然后将其倒入装有500ml浓度为3mol/L的盐酸反应器中，搅拌反应4小时后取出，离心分离并将酸化黏土用水洗涤至中性，备用。
在反应器中，将酸处理过的黏土100g与500mL浓度为0.5mol/L的CuSO4溶液混合，慢速搅拌反应3小时后过滤分离，固体滤出物备用。
粉碎后的木屑过80目筛，称取50g于容器中，然后加入150g质量百分比浓度为45％的磷酸溶液，于80℃下浸泡3个小时，取出酸化木屑并过滤后备用。
将上述化学改性蒙脱土50g与改性木屑20g加入到混合器中，在500rad/min下搅拌30分钟，造粒后转入到焙烧炉，在400℃下密闭焙烧3个小时即得到产品。
实施实例2蒙脱土复合改性吸附材料的制备
称取400g蒙脱土，过150目筛。然后将其倒入装有400ml浓度为2mol/L的盐酸反应器中，搅拌反应6小时后取出，离心分离并将酸化黏土用水洗涤至中性，备用。
在反应器中，将酸处理过的黏土100g与400mL浓度为1.0mol/L的CuSO4溶液混合，慢速搅拌反应2小时后过滤分离，固体滤出物备用。
粉碎后的木屑过80目筛，称取50g于容器中，然后加入150g质量百分比浓度为60％的磷酸溶液，于60℃下浸泡4个小时，取出酸化木屑并过滤后备用。
将上述化学改性蒙脱土65g与改性木屑20g加入到混合器中，在300rad/min下搅拌30分钟，造粒后转入到焙烧炉，在350℃下密闭焙烧4个小时即得到产品。
实施实例3模拟氨氮废水的处理
将制备得到的复合改性吸附材料填入到带有上下出入口的玻璃质滤柱中，压实后形成吸附床。将模拟氨氮废水(氨氮含量约为500mg/L)调节pH为10后用导管缓慢地流入入吸附柱中，控制出水流量为5～20ml/min。出水稳定后测定出水口氨氮浓度，平均出水的氨氮含量小于7mg/L，达到国家工业生产污水的排放标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。