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改性沸石对氨氮去除效果与机理研究

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  研究改性沸石对废水中氨氮的去除效果及吸附机理。[方法]采用脱磷尿液作为试验废水,比较了不同改性沸石(NaCl沸石、HCl沸石、HCl-焙烧沸石和HCl-焙烧-微波沸石)对试验废水中氨氮的去除效果,并探讨了其吸附机理。[结果]在粒径为0.5~1.0 mm,投加量为200 g/L时,天然沸石和4种改性沸石对氨氮的平衡吸附量依次为天然沸石〈饱和NaCl改性沸石〈5.0%HCl改性沸石〈5.0%HCl-400℃焙烧改性沸石〈5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石。沸石扫描电镜影像和质量损失揭示吸附差异的主要原因是不同改性方法导致沸石孔隙大小和数量的差异。[结论]5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石对氨氮具有较高吸附能力,平衡吸附量为17.9 mg/g,是天然沸石的2.6倍。

  目前去除污水中氨氮的方法主要有折点加氯法、沸石吸附法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法等。折点加氯法和氨吹脱法的成本较高;化学沉淀法虽然成本较低,但容易引入其他污染性离子;而生物法无污染,耗能低,但其转换作用缓慢,难以彻底去除;沸石来源广,价格低,且沸石吸附氨氮后既可用作土壤改良剂,又可以通过洗脱实现沸石的再生。可见,沸石吸附法是一种低成本去除废水中氨氮的方法。但是天然沸石对氨氮的平衡吸附量较低。过去几年,有关沸石改性的研究取得了长足进展,改性后沸石对氨氮的平衡吸附量可达10~27 mg/L。据报道,无机盐(NaCl和CaCl2溶液等)可有效溶解沸石中的易溶物质;酸(稀盐酸或硫酸)可溶解沸石可溶和部分难溶物质;焙烧和微波能促使沸石空隙中的有机物挥发。因此,将上述改性方法进行组合,可能有助于进一步提高沸石对氨氮吸附能力。笔者采取组合技术来改性天然沸石,研究其对氨氮吸附性能,并通过扫面电镜等技术探明不同改性方法获得的改性沸石对氨氮吸附性能机理。