研究了粒径、起始氨氮浓度、钾钠等阳离子、pH值、温度、城市污水有机物等因素对沸石粉吸附氨氮能力的影响,为沸石粉的应用奠定理论基础。结果表明粒径、起始氨氮浓度、钾钠阳离子等对沸石粉吸附氨氮有较大影响。

沸石是一种天然矿物,它对水中的铵离子具有选择吸附作用,在城市污水处理过程中可以作为交换剂去除二级生物处理出水中的氨氮,吸附饱和后的沸石常用食盐再生。这种方法不仅操作复杂,而且再生液还需处理。为了解决该技术难题,我们把沸石的吸氨性能和活性污泥的生物作用相结合,开展了沸石强化生物脱氮新工艺的研究,工艺流程如图1所示。

沸石粉吸氨性能影响因素分析总结-国投盛世

本实验采用常用的粒径为200目的沸石粉,分别对城市污水初沉池处理出水以及氨氮浓度相当的实验配置液在搅拌的状态吸附处理2h,测定吸附后溶液剩余氨氮浓度并计算沸石粉的吸铵量。

实验结果显示,在沸石粉浓度维持在4g/L不变时,沸石吸氨量随着起始浓度的增加而增加,但氨氮浓度到了46mg/L后,吸附量增加的速率趋缓;起始氨氮浓度一定时,沸石吸氨量随着沸石粉浓度的增加而减少。

沸石粉吸氨性能影响因素分析总结-国投盛世

实验结果显示,沸石对钾离子的选择性略优于对铵离子的选择性,曲线成下凹形;沸石对铵离子的选择性优于对钠离子的选择性,等温线保持上凹形。在有钾、钠离子的竞争时,沸石吸氨量大幅降低,可以理解为阳离子离子总量的增加导致氨氮交换量降低。因为沸石对阳离子的总交换量是不变的,其它阳离子的竞争必然造成氨氮交换量的降低。

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污水组分复杂,不仅有表面活性剂、盐分、石油类等物质的影响,有非溶解性有机物和难降解有机物的附着、粘附以及氨氮、溶解性COD、各种阳离子等竞争性吸附,吸附的影响因素多。

沸石粉吸氨性能影响因素分析总结-国投盛世

在沸石粉浓度不变时,沸石吸氨量随着起始浓度的增加而增加,但氨氮浓度到了46mg/L后,吸附量增加的速率趋缓;起始氨氮浓度一定时,沸石吸氨量随着沸石粉浓度的增加而减少。