随着中国经济的发展,我国水资源遭受到大量含氮磷的生活污水和工业废水的污染。过量的氮和磷会使水体富营养化,进而引起水体藻类大量繁殖生长、透明度下降、溶解氧降低,最终导致水质恶化、鱼类及其他生物死亡。氮磷废水的大量排放不仅会对水环境造成污染、破坏生态平衡,甚至会严重威胁人类健康。水中氮和磷分别以游离氨、铵盐和磷酸盐的形式存在,对于废水中氮磷去除方法主要有生物法、化学沉淀法、空气吹脱法和吸附法。吸附法具有去除效率高、操作简单、经济适用等优点,并且吸附剂在使用后还可通过解吸过程再次利用。吸附法的基本原理是使用多孔性固体材料作为吸附剂,去除污染物。吸附剂的种类和性质是吸附效果的重要影响因素之一,常用的吸附剂包括活性炭、沸石和高龄土等,在众多吸附剂中,沸石具有吸附能力强,储量丰富,价格低廉等优点,被广泛应用于废水处理中,而且改性后的天然沸石吸附剂对氮和磷的吸附能力显著提高。

由于沸石为粉体状,材料粒度细遇水易散粉化容易流失导致反应器堵塞,这些缺陷使得沸石在废水处理中的应用受到限制,在这个问题上,国内外学者做了大量研究,并且取得了较大的进展。采用羟丙基甲基纤维素结合剂溶液对生物炭进行湿鼓造粒,创造了一种更易于控制处理和有效应用于土壤的球形颗粒。张秀英等以粒径为1.46nm的天然丝光沸石为原料,添加煤粉、膨润土搅拌造粒,测试到其散失率较低,对阳离子艳红的吸附性能良好。

沸石多孔吸附材料对氮磷废水处理的介绍-国投盛世

通过试验可知,与添加活性炭的沸石颗粒相比,添加碳酸氢钠造孔剂的沸石颗粒在脱氮除磷率方面具有更好的性能,活性炭造孔剂的添加严重影响沸石颗粒的散失率可得,后续试验选取碳酸氢钠为造孔剂来制备所需多孔沸石颗粒。

沸石多孔吸附材料对氮磷废水处理的介绍-国投盛世

SEM图像表明通过添加造孔剂颗粒沸石的孔道结构明显得到改善,静态吸附试验验证了制备的多孔颗粒沸石吸附性功能良好,可操作性强。动力学试验表明,多孔颗粒沸石对氮磷的吸附更加符合拟二级动力学模型。