天然沸石对氮肥工业废水的处理性能研究

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深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用

深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用

深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用摘要:沸石作为一种新型生物载体用于水处理领域,具有很好的缓冲氨氮进水冲击负荷的能力,能有效地去除水中各种形态的氮,可以深度处理二级出水,使其达到回用的标准。

本文主要就氨氮废水处理中沸石的运用进行了较为深入的探析。

关键词:氨氮废水处理沸石去除机理废水处理方面应用一、引言沸石是一族架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物,硅氧四面体是其基本单位,其中部分 Si4+ 被Al3+所取代,为了中和负一价的氧离子,就会有相应的金属阳离子加入其中,这些与晶格联系较弱的碱金属(碱土金属)和水分子极易与周围水溶液中阳离子发生交换作用,因而沸石具有良好的离子交换选择性能[1,2]。

又因沸石具有不同连接方式的的硅(铝)氧四面体结构,沸石中便形成了大量的孔穴和孔道,因其表面积很大,大量分子进入其中,因而具有很好的吸附性能[3],故在污水处理中得到了广泛的应用。

二、沸石对废水中氨氮的去除机理通过利用沸石离子交换的吸附能力除去废水之中氨氮,其过程包括:吸附阶段以及沸石的再生阶段,式(1)为沸石的吸附氨氮阶段:式中:Zn-、Mn+、n分别为:沸石、沸石中的阳离子、电荷数。

沸石的再生阶段,可划分为:生物再生法以及化学再生法。

化学再生法:通过盐或碱溶液来对吸附处于饱和的沸石进行处理,并以溶液之中的Ca2+或 Na+交换沸石上的NH4+,从而使得沸石恢复到对氨的交换容量。

此处若以使用NaCl溶液来再生沸石,其过程如式(2)所示:三、沸石在氨氮废水处理方面的应用(一)在好氧处理系统中的应用1.沸石在常规活性污泥法中的应用通常而言,污水处理厂所采取的生物处理方法在脱氮中经常可能遇到重金属、有机负荷突然提升和有毒化合物的冲击,而对于怎么样去减少抑制的因素对硝化作用影响,现已有很多的研究,而其中的沸石被认为是较为有效的可减轻因冲击负荷而对硝化细菌所产生的毒性。

Se-Jin Park 等[4]在常规的活性污泥法中对活性污泥添加活性炭(AS+PAC)以及沸石粉(AS+Z)系统,在不同抑制条件之下来对氨氮废水进行处理的效果作考察。

天然沸石保氮供氮能力及其机制的研究

天然沸石保氮供氮能力及其机制的研究

天然沸石保氮供氮能力及其机制的研究天然沸石是一种具有多孔结构的矿物质,具有较高的氮吸附能力。

通过对沸石的研究,可以更好地理解其供氮能力及其机制。

天然沸石的供氮能力主要体现在其对氮的吸附能力上。

沸石中的孔道结构可以使其与氮气发生物理吸附。

沸石的孔隙结构和孔径大小可以影响其吸附氮气的能力。

一般来说,沸石的孔径较小,分子尺寸较大的氮气分子可以较难进入,因此其吸附能力相对较弱。

而孔径较大的沸石,则可以更好地吸附氮气。

此外,沸石表面的化学性质也会对其氮吸附能力产生影响。

天然沸石供氮能力的机制主要包括两个方面,即物理吸附和化学吸附。

物理吸附是指氮气分子与沸石表面之间的弱相互作用力,如范德华力等。

沸石的多孔结构和孔径大小使其能够吸附氮气分子,并将其储存在孔道内部。

而化学吸附是指氮气分子通过共价键与沸石表面发生化学反应,并形成化学键。

沸石表面的活性位点可以与氮气分子发生化学反应,形成稳定的化学键,并使氮气分子被沸石固定在表面上。

化学吸附对氮吸附能力的贡献相对较小,但是对于一些特殊的沸石及其改性沸石而言,化学吸附可以显著提高其氮吸附能力。

通过研究沸石的供氮能力及其机制,可以有助于优化沸石的应用,提高其氮吸附能力。

一方面,可以通过调控沸石的孔道结构和孔径大小,来增强其物理吸附能力。

另一方面,可以通过改变沸石表面的化学性质,以提高其化学吸附能力。

例如,可以通过改性沸石的方法,引入一些活性位点,以增强其与氮气分子的化学反应能力。

此外,研究沸石的供氮能力及其机制,还可以为沸石的应用提供理论指导,以更好地利用沸石的吸氮性能。

综上所述,天然沸石具有较高的氮吸附能力,其供氮机制主要包括物理吸附和化学吸附两个方面。

通过研究沸石的供氮能力及其机制,可以有助于优化沸石的应用,提高其氮吸附能力。

沸石处理氨氮废水

沸石处理氨氮废水

沸石处理氨氮废水在吸附法脱氮处理废水方面,国内、外都大量做了研究,提出了多种可行工艺。

重点主要集中在吸附法的机理、吸附剂的性质对比和再生方法的研究。

研究较多的有沸石、粉煤灰、膨润土等。

氨氮的去除原理主要是非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,影响去除氨氮的主要因素包括与吸附剂溶液作用时间、吸附剂用量、溶液中氨氮浓度、吸附剂的粒度和溶液的温度等。

在废水处理实践中,多种废水经二级处理后仍达不到排放标准,需要对二级出水作进一步的深度处理。

为此,吸附法还被用于深度脱氮。

沸石吸附法在美国、日本已经成功地实现工业化。

主要使用固定床吸附柱,以斜发沸石为吸附剂,粒径0.8~1.7mm,空速5~10h-1,进水氨氮浓度20mg/L,出水氨氮浓度<1mg/L。

沸石(Zeolite)是一种分布广泛开采量很高的天然而价廉的离子交换物质。

天然产的沸石有许多种类,其中以斜发沸石(Clinoptilolite)和丝光沸石(Mordenite)为主。

沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,构成沸石骨架的最基本结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。

沸石具有空旷的骨架结构,晶穴体积约为总体积的40%~50%,孔径大多在1nm以下。

沸石具有很大的比表面积(400~800m2/g沸石),仅次于活性炭,可用作吸附剂、离子交换剂等,沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用,而且沸石有耐酸、耐碱、热稳定等性能。

工业上常用于废水处理。

沸石具有较大的吸附能力和净化效果,其斜发沸石和丝光沸石的阳离子交换容量分别为223meq100g(毫克当量)和213meq100g。

由于天然沸石中含有杂质,所以纯度较高的沸石交换容量不大于200meq100g,一般为100~150meq100g。

斜发沸石在离子交换和定量处理方面,对NH4+-N具有较好的选择性,因此工程上可以用于污水脱除氨氮处理工艺,脱氮率可达90%~97%。

天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用

天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用

天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用摘要:天然沸石是含量丰富且低成本的资源,是一种结晶水合硅铝酸盐,其骨架之外的孔隙中,含有含有水,碱和碱土金属阳离子。

由于其阳离子交换能力和分子筛性质,过去几十年内天然沸石已被广泛用作分离和纯化过程中的吸附剂。

在本文中,我们回顾了天然沸石作为吸附剂在水和废水处理中的最新发展,讨论了天然沸石的性质和改性。

世界各地的各种天然沸石对于阳离子如铵和重金属离子具有不同的离子交换能力。

一些沸石还能从水溶液中吸附阴离子和有机物。

天然沸石的改性可以通过几种方法进行,例如酸处理,离子交换和表面活性剂官能化,使改性沸石获得较高的有机物和阴离子吸附能力。

关键词:天然沸石、吸附作用、无机离子、有机物、水处理1.引言如今,由于缺乏干净的饮用水,世界正面临水危机。

随着各行业的快速发展,工业生产已经产生了大量的废水,排放到土壤和水体系中。

废水通常含有许多污染物,如阳离子和阴离子,油和有机物,对生态系统产生了强烈的毒性作用。

去除这些污染物需要低成本、效率高的技术,并且在处理废水处理方面,在过去几十年中已经开发了各种技术。

目前,吸附被认为是用于水和废水处理中相对简单和有效的技术,并且该技术的成功在很大程度上取决于有效吸附剂的发展。

活性炭[1],粘土矿物[2,3],生物材料[4],沸石[5,6]和一些工业固体废物[7,8]已经被广泛用作废水处理中吸附离子和有机物的吸附剂。

自从最初在火山沉积岩中发现沸石矿物以来,世界许多地区都发现了沸石凝灰岩。

在过去几十年中,天然沸石已经在吸附,催化,建筑工业,农业,土壤整治和能源[9,10]等方面得到了应用。

据估计,世界天然沸石消费量为308万吨,2010年将达到550万吨[11]。

天然沸石是具有多孔结构的水合硅铝酸盐矿物,具有一系列宝贵的物理化学性质例如阳离子交换,分子筛,催化和吸附。

由于这些性质和世界范围内的广泛存在性,天然沸石在环境应用中的应用正在引起新的研究兴趣。

天然沸石对废水中低浓度氨氮的去除研究

天然沸石对废水中低浓度氨氮的去除研究

锥形 瓶 中各加 入 1 0 0 m L模 拟废 水 , 分 别调 节废水 的
验研究 , 探讨沸石投加量 、 废水 p H值 、 振荡时间、 振
荡 速度 、 沸 石粒径 等 因素 对 沸石 去 除废 水 中氨 氮效 率 的影 响 , 为天 然沸 石 应 用 于含 氮 污水 的处 理 提供
1 . 2 实 验方 法
1 . 2 . 1 投 加 量对 沸石 吸 附氨 氮 的影 响
分 别 称 取
沸石是 一 种具 有 多 孔性 的铝 硅 酸 盐 , 其 分 子 式 通式 为 M ・ A 1 2 0 ・ x S i O 2・ y H 0, 式 中 M 为 碱 金 属或 碱土 金属 阳离 子 . 因为 沸 石 构架 上 的, 很 容 易与 周 围溶 液 里 的阳离子 之 间发 生 交换 作 用 , 且 交 换 后 沸 石 的基

p H值为 3 、 4 、 5 、 6 、 8 和9 , 分别加入上述最佳沸石量 进行 吸 附实验 . 于1 0 0 r / mi n的振荡 速度 下振 荡2 h .
过滤 , 测其上清液的氨氮浓度. 1 . 2 . 3 振 荡时 间对 沸 石 吸 附氨 氮 的影 响 在 9个 锥形 瓶 中各加入 1 0 0 m L模 拟 废 水 , 在 上述 最 佳 p H
应时间为9 0 m i n 、 振荡 速度 为 1 2 5 r / m i n 及沸石粒径 为 5 . 0 m m . 在该最 优条件 下沸石对 废水 中氨氮 的去
除率达到 8 0 %以上.
关键 词 : 天然沸石; 氨氮; 去除; 废水
中图分类 号 : 0 6 4 2
文 献标志 码 : A
的 氨氮尤 其是 低浓 度 氨 氮 的 去 除研 究 , 是 目前 环 境

沸石法工业污水氨氮治理技术研究

沸石法工业污水氨氮治理技术研究

沸石法工业污水氨氮治理技术研究发表时间:2016-07-05T10:47:28.267Z 来源:《基层建设》2016年6期作者:翁哲华[导读] 目前为止,随着我们的生活以及生产的发展,我们的污水的处理越来越受到广泛的人们的关注。

台州同创环保工程有限公司浙江省 317000摘要:目前为止,随着我们的生活以及生产的发展,我们的污水的处理越来越受到广泛的人们的关注,污水中含有的大量的氨氮是我们进行污水的处理的主要的污染物,对我们的环境有着很大的损害以及破坏。

关键词:沸石法;污水;氨氮治理一、前言我们都知道对污水中的这类成分进行及时的处理是十分的必要的,本文主要的讲解了如何利用沸石法进行工业污水中的氨氮治理。

二、高浓度氨氮废水的来源及主要特性1、焦化废水及其特性原煤的煤气净化、高温干馏和化工产品精制过程是焦化废水产生的主要源头。

焦化废水具有较为复杂的成分,炼焦工艺和原煤的组成会引起其水质的变化。

焦化废水中氨氮浓度较高,一般为200~700mg/L煤气废水主要产生于洗涤、冷却、净化过程中。

煤气废水中CODcr 及氨氮浓度较高,CODcr为1200~1400mg/L,BOD5为400~500mg/L,氨氮浓度为200~250mg/L2、味精废水及其特性在生产味精的过程中废水的产生可分为高、中、低三种浓度的有机废水,高浓度的废水即谷氨酸母液,具有酸性强、高COD、高氨氮、高酸性、高硫酸根等一系列特点[2]。

谷氨酸母液S为35000~65000mg/L,经硅藻土吸附、聚合硫酸锅混凝处理后,CODcr仍高达20000~30000mg/L,氨氮浓度在5000~6000mg/L左右。

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土层的饱和持水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。

垃圾渗滤液具有氨氮含量高的特点,氨氮浓度随填埋时间的延长而升高,最高可达1700mg/L。

沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展

沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展

沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展随着工农业的发展,污水处理成为了一项重要的环保任务。

氨氮是污水中常见的一种污染物,具有毒性和刺激性,对水环境和生态系统造成严重危害。

因此,研究高效、经济的氨氮去除技术成为了当前环境保护领域的热点。

沸石分子筛作为一种常用的吸附剂,受到了广泛关注,并在氨氮吸附领域取得了显著的研究进展。

沸石是一种富含硅酸盐的多孔矿物,具有较高的比表面积和丰富的通道系统。

由于其独特的化学结构和物理性质,沸石分子筛具备了良好的吸附能力,可以有效地吸附污水中的氨氮。

沸石分子筛吸附氨氮的机制主要包括离子交换和物理吸附两种方式。

在离子交换中,沸石分子筛表面的阳离子与氨氮中的氨离子发生交换反应,将氨离子固定在其孔隙结构中。

物理吸附则是通过静电力、范德华力等相互作用力,将氨氮吸附到沸石分子筛表面。

这两种吸附方式形成了丰富的吸附位点,大大提高了沸石分子筛对氨氮的吸附能力。

研究者们通过调控沸石分子筛的孔径、表面性质和晶体结构等参数,进一步提高了其对氨氮的吸附效果。

其中,改变孔径是一种较为常见的方法。

研究发现,较小孔径的沸石分子筛具有较高的氨氮吸附能力。

这是因为小孔径可以增加分子筛表面积与体积的比值,提高了吸附位点的密度,从而增强了吸附效果。

此外,研究者还通过改变分子筛表面的官能团,引入诸如羟基、胺基等亲水官能团,增加了分子筛与水中氨氮之间的亲和力,提高了吸附效果。

除了调控分子筛本身的性质外,研究者还通过改变吸附条件,进一步优化了吸附效果。

例如,调节溶液的pH值、温度和初始氨氮浓度等。

实验证明,酸性条件下沸石分子筛的吸附效果较好,这是因为在酸性环境中,氨氮更容易解离为氨离子,便于其与分子筛表面的阳离子发生离子交换反应。

另外,适当提高温度可以增加活化能,促进吸附过程的进行;而增大初始氨氮浓度可以增加吸附位点的利用率,提高吸附效果。

近年来,沸石分子筛在氨氮去除领域得到了广泛应用。

天然沸石去除废水中氨氮的研究

天然沸石去除废水中氨氮的研究

天然沸石去除废水中氨氮的研究作者:方佳丽李荣寨来源:《科学与财富》2017年第05期摘要:随着社会经济的迅速发展,大量含氨氮的生活和工业废水排入天然水体,造成环境污染日益严重。

天然沸石由于具有较好的吸附和离子交换性能,被应用于废水中氨氮的去除。

本文通过单因素实验法,研究分析了沸石粒径、投加量、振荡时间、PH值、再生等因素对氨氮去除率的影响。

研究结果表明,天然沸石在处理模拟低浓度氨氮废水时,废水氨氮浓度≤100mg/L,沸石粒径>60目,投加量为50g/L,振荡时间为1h,PH值为4-8时效果最佳;实验还发现,在处理实际生活和工业的氨氮尾水时同样具备较好的去除效果,且循环3次再生使用后天然沸石仍具有一定的氨氮去除能力。

关键词:天然沸石;生活废水;工业废水;氨氮废水Abstract: With the rapid development of social economy, a large number of industrial and domestic wastewater containing ammonia nitrogen discharged into natural water, Environmental pollution is becoming increasingly serious. The natural zeolite has good adsorption and ion exchange properties, study on the application of nature zeolite in treatment of ammonia nitrogen wastewater has been carried out. Through single factor experiment method, research and analysis of the particle size of zeolite, dosage,oscillation time, pH value, zeolite recycling study on ammonia removal. The results show that nature zeolite removal ammonia nitrogen from simulation wastewater, the condition of ammonia nitrogen concentration is less than 100mg/L, the particle size of zeolite is more than 60 mesh, dosage is 50g/L, oscillation time is 1 hour, pH value is 4-8 has the best effect; The experimental results also show that the treatment process has a better effect in the treatment of the actual life and industrial ammonia nitrogen tail water. And the natural zeolite still has a certain removal capacity after 3 cycles.Key words: nature zeolite; domestic wastewater; industrial wastewater; ammonia nitrogen wastewater.前言水环境中的氨氮是指以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。

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天然沸石对氮肥工业废水的处理性能研究边永欢;靳薛凯;冯素敏;宋振扬;邵立荣【摘要】Aiming at the problem of high concentration of ammonia nitrogen,excessive phosphorus and refractory in the nitrogenous fertilizer industry wastewater of North China,the performance and characteristics of all types of zeolites in treating industrial wastewater are studied in the area nearby.The results show that the nitrogen removal efficiency of the representative green zeolite is significantly better than the others,and its adsorption capacity of nitrogen is about 10.18 mg/g.The concentration of the total phosphorus basically meets the first level of Integrated Wastewater Discharge Standard GB 8978-1996 after the adsorption of different types zeolites.The zeolite has some adsorption activity for COD and hydrogen ion,and the conductivity of the chemical fertilizer industry wastewater is decreased.The green zeolite has remarkable ability of ion adsorption and exchange because of its varieties of chemical components and favorable physical characteristics.The green zeolite adsorption method has wider application than the biological degradation method for freating industrial wastewater of high concentration nitrogenous fertilizer.%针对中国华北地区氮肥工业废水含高浓度氨氮、超标磷与难降解成分的问题,研究了附近区域不同品种沸石的工业废水处理性能与表征.研究结果表明:1)华北地区具有代表性的绿色沸石对氮肥工业废水的脱氮效果较其他品种沸石显著,其对氮的吸附容量达到10.18mg/g左右;2)氮肥工业废水经过不同品种沸石的吸附作用后,其总磷浓度基本达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准;3)沸石对COD与H+具有一定的吸附作用,吸附后氮肥工业废水的导电性能下降;4)丰富的化学成分与良好的物理特性使绿色沸石具有显著的离子吸附与交换性能.对于高浓度氮肥工业废水,绿色沸石吸附法较生物降解法具有更广阔的应用前景.【期刊名称】《河北工业科技》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】6页(P51-56)【关键词】水污染防治工程;沸石;氮肥工业废水;氨氮;总磷【作者】边永欢;靳薛凯;冯素敏;宋振扬;邵立荣【作者单位】河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北省污染防治生物技术实验室,河北石家庄 050018;河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄050018;河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北省污染防治生物技术实验室,河北石家庄 050018;河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄050018;河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北省污染防治生物技术实验室,河北石家庄 050018【正文语种】中文【中图分类】X786氮与磷对植物生长与其营养吸收具有重要作用[1-2],中国华北地区广泛存在氮肥及磷肥的生产基地,其生产废水中含有过量的氮和磷,若直接排放必将导致水体富营养化[3],引起水生藻类急剧增加、水体透明度下降、水质指标恶化与鱼类死亡等后果,因此国家出台了一系列措施严格控制废水中的氮、磷的排放浓度[4]。

目前通常采用生物法[5-6]、物化法[7]与沸石吸附法[8-9]等实现工业废水脱氮除磷,因沸石吸附法工艺技术具有操作简便、占地面积较小,且在常温下容易实现等优势而在国内外得到广泛应用。

天然沸石具有硅(铝)氧四面体晶体结构,沸石骨架中含有过剩负电荷,为保持电中性,需有金属阳离子来中和负电荷[10-11],而金属阳离子在沸石结构中不稳定,易被溶液中的阳离子置换而达到脱氮除磷的目的[12]。

唐登勇等[13]采用浙江沸石对低浓度的氨氮废水进行了吸附实验,得出氨氮的吸附与准二级动力学方程拟合的较好,且随着沸石投加量的增加吸附速率常数也逐渐增大。

袁俊生等[14]利用天然沸石材料吸附工业废水中的氮元素。

结果表明,采取经2%(质量分数)NaCl溶液进行改性的斜发沸石去除废水中的,在污水的pH值为5时,污水中的质量浓度由257 mg/L降到19.6 mg/L,氨氮去除率达92.7%,符合国家排放标准。

党瑞等[15]使用氯化铁改性沸石吸附废水中的磷酸根。

结果表明,氯化铁改性后的沸石除磷能力有很大程度的提高,当pH值为8时,对模拟废水50 mg/L的磷去除率可达97.33%。

但目前关于沸石脱氮除磷的研究多使用实验配水[16],对化工基地产生的实际工业废水进行沸石吸附效率研究的成果鲜见报道。

本文针对华北地区普遍存在的氮肥生产基地的工业废水,研究附近区域具有代表性的4种沸石的处理性能,并根据沸石表面结构与吸附效率进行适应氮肥工业废水脱氮除磷的品种优选研究,以期为华北地区典型沸石吸附实际工业废水中的氮、磷提供理论参考。

1.1 实验材料与仪器实验水样为华北地区氮肥生产基地合成氨、尿素等工艺排出的工业废水,其水质稳定,检测水样的氨氮、总磷、COD、电导率与pH值分别为1 288.50 mg/L,1.84 mg/L,114.00 mg/L,16.28 mS/cm和6.73 mS/cm。

科学调查[17]显示,河北省为华北地区主要的沸石生产基地,所产沸石主要呈现绿、红、黄、白4种颜色。

分别选取每种颜色中具有代表性的沸石作为研究对象,并将绿、红、黄、白沸石依次标记为1#,2#,3#与4#。

实验试剂均为分析纯,所用仪器精度均经过严格校正,所用实验试剂与仪器详见表1和表2。

1.2 沸石表征分析将4种沸石进行SEM电镜扫描,如图1所示。

由图1可见,不同品种沸石的表面形态相差较大,1#沸石表面粗糙而蓬松,且分布较多空隙,而2#,3#,4#沸石的表面较为光滑而紧密,空隙分布相对较少。

沸石表面粗糙而蓬松,孔隙分布较多,使得绿色沸石表面活性位点的Al3+,Ca2+,Mg2+等阳离子与阴离子配位体更容易置换废水中的和[18]。

1.3 沸石处理性能实验将沸石研磨并筛选成0.000~0.075,0.075~0.150,0.150~0.030,0.030~0.060 mm 4种粒径,为了便于研究,将4种粒径依次标记为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类。

用去离子水冲洗沸石至上清液酸碱度为中性,置于105 ℃烘箱内烘干,将干燥沸石密封以备用。

分别取10 g不同品种和粒径的沸石放至盛有200 mL水样的锥形瓶中,将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中,温度和转速分别调至298 K[14]和250 r/min,待充分反应24 h后,将沸石与废水混合液置于离心管中,并以4000 r/min的转速进行固、液分离10 min,之后取其上清液经0.45 μm微孔滤膜进行过滤[19]。

采用纳氏试剂比色法检测滤液的氨氮浓度,采用钼酸铵分光光度法检测滤液的总磷浓度,采用微波消解法检测滤液COD,用酸碱计检测滤液pH值,用数显电导率仪器检测滤液电导率G。

2.1 沸石对氮的吸附容量与分析依据原水样和经过沸石吸附后水样的氨氮浓度,计算不同沸石对氮的吸附容量以及同一沸石不同粒径时对氮的平均吸附容量,计算结果如表3所示。

为了明晰不同粒径的沸石对氮吸附容量的分布规律,将表3中数据转化为直方图,见图2。

由图2可知: 1)同一品种的沸石对氮的吸附容量随粒径的增加均呈现先增加、后减少的变化规律,Ⅱ类沸石对氮的吸附容量相对较高,最高值达到10.18 mg/g,而Ⅲ类和Ⅳ类沸石对氮的吸附容量相对较低,最低值仅为1.16 mg/g; 2)针对同一粒径,1#沸石对氮的吸附容量较高,其值约为其他沸石对氮的吸附容量的2倍~7倍,2#沸石对氮的吸附容量最低; 3)1#沸石的平均脱氮效果较其他沸石显著,其对氮的平均吸附容量为8.98 mg/g,为2#,3#和4#沸石平均脱氮效率的2.54倍~5.58倍,2#沸石对氮的平均吸附容量为1.61 mg/g。

研究表明,绿色沸石较其他品种沸石对实际氮肥工业废水有更显著的脱氮效果,粒径为0.075~0.150 mm的绿色沸石对氮的吸附容量达到10.18 mg/g,为其他品种沸石的2倍~7倍。

2.2 沸石对磷的吸附容量与分析以合成氨、尿素等工艺循环冷却水系统排出的工业废水为研究对象,其总磷的质量浓度为1.84 mg/L,超出《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)所规定的一级标准[20]。

水样经过沸石吸附后,检测其上清液的总磷浓度,根据水样吸附前后的总磷浓度、水样体积和沸石投加量,计算不同沸石对磷的吸附容量以及不同粒径的沸石对磷的平均吸附容量,结果详见表4。

将表4中数据转化为直方图,见图3。

通过对直方图(见图3)进一步分析可知: 1)所有实验用沸石(包括不同品种以及不同粒径沸石)对磷的吸附容量相差不大,其值处于0.025 0~0.033 0 mg/g的范围内;2)对于同种沸石,Ⅲ类沸石对磷的吸附容量相对较高,Ⅳ类沸石相对较低;3)1#沸石对磷的平均吸附容量略高于其他品种沸石,其值约为0.031 0 mg/g,2#沸石则相对较低;4)经过沸石吸附后,水样中的总磷质量浓度为0.240 0~0.570 0 mg/L。

实验研究表明:1)氮肥工业废水经过沸石吸附后,其总磷浓度基本达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准[20];2)沸石对氮肥工业废水中磷的吸附容量较低,其原因是废水中的总磷浓度较小,单位质量吸附剂(沸石)周围的吸附质(磷盐)分子甚少,导致其吸附量较低;但就此情况下对不同品种沸石的除磷效率进行比较后发现,绿色沸石对磷的吸附能力较其他品种沸石具有优势,若实际工业废水中的等离子浓度增加,其除磷能力的优势可能更加显著。

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