针对净水厂处理氨氮污染难度大而可选用处理手段较少等问题,通过实验研究不同沸石粉对氨氮去除性能以及沸石和其他滤料对氨氮的去除效果对比,并探讨沸石对氨氮去除的机理。研究结果表明,沸石对氨氮去除分为三个阶段,而第一阶段是其最主要去除过程;天然沸石粉处理本次模拟氨氮污染的最佳投量为1.0g·L-1;沸石滤料对氨氮的处理效果最优,不会造成二次风险,其等温吸附符合Fruendlich等温式,离子交换可能是其对氨氮的最主要去除作用。

一、背景阐述

目前,国内外对含氨氮水体的应对手段主要有:前投粉末炭吸附法、曝气法、折点加氯法、离子交换法、生物预处理法、粗滤慢滤法等。虽然上述方法对水中氨氮有一定的去除效果,但是生产成本高、实施难度大等因素导致上述方法都存在一定的缺陷。沸石是一种天然、不可多得的多孔硅铝酸盐矿物质,作为滤料时具有截留水中悬浮物、吸附、离子交换等多重作用。较高的离子交换能力和高氨氮选择性,使其粉末对水中氨氮的去除成为可能。沸石滤料滤池挂膜快、氨氮去除率高、耐冲击负荷强,这与其较高孔隙率与较大比表面积有关,同时其对氨氮离子交换容量高,可减少氨氮冲击的负荷对出水水质的影响。

二、沸石粉对氨氮去除的最佳投量

分别取1L东江原水(氨氮加标浓度为3.0mg·L-1)于6个混凝试验烧杯中,混凝试验主要模拟净水厂实际生产参数进行设置,程序设定为:前投10min,转速设定为100r·min-1,在开始搅拌的同时分别往#2至#6烧杯中投加0.2g·L-1、0.5g·L-1、1.0g·L-1、1.5g·L-1和2.0g·L-1实验1.2.1中效果最佳沸石粉;第一阶段2min,500r·min-1,在开始搅拌的同时投加1.5mg·L-1聚合氯化铝;第二阶段10min,50r·min-1;第三阶段静置沉淀30min后取上清水样并过0.45μm滤膜,参照GB/T5750.5(9)-2006水杨酸盐分光光度法对水样中氨氮浓度进行检测。

通过不同地区的沸石粉对氨氮的去除能力存在差异,本次研究中河北围场县的沸石粉对氨氮的处理效果相对优秀。沸石粉对水体中氨氮的去除可分为三个阶段,而在第一阶段基本对氨氮污染完成了大部分的处理,是一种对氨氮的高速处理手段。