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沸石的改性及对氨氮吸附特征分析

发布时间:2020-04-01     浏览次数:1222

人类对资源环境的开发利用强度正在不断增加,含大量氮、磷的农业废水和生活污水不断地排入江河湖泊中导致地表水体富营养化引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖水体(DO) 下降、水质恶化造成鱼类等生物大量死亡在污染水体和污水里,NH4+在各形态氮中所占比例很高我国在“十”期间将氨氮列为主要控制污染物之一因此研发高效、灵活的脱氮处理技术成为水污染控制领域的重点 NH4 +废水的处理方法主要有生物法、吹脱法和离子交换吸附法其中离子交换吸附法工艺在室温下就可正常高效运行且占地面积小、操作简单因此被较多采用


 

 

沸石作为一种天然矿物在我国广泛分布且已在环境保护中得到广泛应用天然沸石具有单斜晶体结构, 主要是指有分子筛性质的硅氧四面体和铝氧四面体目前在水处理领域应用最多的为斜发沸石其化学通式为 ( K2Na2Ca) 3Al6Si30 O72·21H2O沸石对于尺寸小于其孔径的分子(NH4 + )有较高的选择吸附特性因此具有分子筛的作用并且其交换
能力远大于活性炭和离子交换树脂

 

 

试验用沸石产自河北省围场县,其主要化学成分及物理参数见下表,其中天然沸石的化学成分物理参数由全自动比表面积、微孔空隙和化学吸附仪( ASAP 2020m + C) 测定

 

 

通过试验可知,盐改性后增加了沸石孔径根据体积效应Na+置换了沸石孔穴中原有的Ca2+ Mg2+等半径较大的阳离子, 使沸石有效孔径变大空间位阻变小内扩散速率加快、交换容量增大提高了沸石去除NH4+的能力和反应速率

 

 

沸石吸附氨氮是一快速吸附、缓慢平衡的过程。在吸附反应初期溶液中氨氮质量浓度的降低速率和沸石对氨氮的吸附速率增加较快随着吸附时间的延长吸附反应速率减缓在吸附时间为20min时氨氮去除率为 67%随着吸附时间的延长氨氮去除率变化缓慢在吸附时间为60min时氨氮去除率为79%此时有较好的氨氮去除效果

 

氨氮的去除率与沸石添加量呈线性相关。这是因为随着沸石添加量的增加溶液中氨氮有更多的机会与沸石接触导致氨氮的去除率增加。计算每克沸石吸附的氨氮量发现随着沸石添加量的增加每克沸石吸附氨氮量下降说明沸石利用率降低。实验结果表明: 3 g 沸石处理该氨氮废水时有较好的处理效果此时氨氮去除率为75. 5%