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沸石滤料吸附氨氮的效果如何?

发布时间:2020-05-21     浏览次数:951

一、吸附污水中氨氮的意义

氨氮排入海洋、湖泊、河流及其他水体时可引起水体富营养化,严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡。因而,在水资源短缺和水污染日益严重的今天,经济有效的控制氨氮废水有重要的研究价值。水中氨氮的处理方法主要有生物硝化法,气体吹脱法和离子交换法等。生物硝化法无污染,能耗低,但其转换作用缓慢,去除难以彻底。气体吹脱法工艺简单,投资较低,但易造成二次污染。而离子交换法是通过对氨离子有很强选择吸附作用的材料去除水中氨氮的方法,反应过程稳定,吸附剂可再生利用,处理成本较低,因此占据着很重要的地位。常见的吸附材料有活性炭、硅胶、蒙脱石、氧化铝和沸石等。

二、沸石滤料是水处理中的理想滤料

       沸石是一种易得的非金属矿物,其具有稳定的硅()氧四面体结构。沸石的多孔性、高比表面积和阳离子交换特性使得其在分子筛、化学 催化、吸附和阳离子交换方面具有广泛的应用价值。通过适当改性处理后,沸石的吸附和离子交换能力将更为突出。例如,通过热酸浸泡,热碱浸泡,焙烧改性,镁盐浸泡,β-环糊精改性,半胱胺盐酸盐改性等方式,可以改变天然沸石的物学特性,清理沸石孔道中的杂质,提高沸石比表面积,从而提高沸石的吸附量。同时由于沸石构架中有一定孔径的空腔和孔道,决定了其具有吸附、离子交换等性质,
因此其对氨氮具有很强的选择性吸附能力,因而可作为新型的滤料应用于氨氮废水的处理中。



三、沸石滤料吸附水中氨氮的试验与效果

研究者通过在不同温度下进行试验,研究不同时间内沸石滤料对水中氨氮的吸附量,进而得出反应速率变化的规律和物质浓度随时间变化的规律。沸石对氨氮的吸附量随时间而变化见图1



并且通过试验可知,随着沸石滤料粒径的增大,沸石滤料对氨氮的单位吸附量减小,由 3.75mg·g-1 减少到 1.25 mg·g-1,由此可见粒径与沸石的吸附量成反比。这是由于随着沸石滤料粒径的减小,比表面积增大,吸附量也会随之增加。



总之,在污水处理中使用沸石滤料能够有效吸附氨氮,并且增加沸石滤料的投加量,可以增加氨氮的去除率,但是沸石滤料的单位吸附量会下降,而减小沸石滤料的粒径可以提高其吸附量。