天然沸石对氨氮的动态去除过程研究(精)
沸石吸附水体中氨氮的热力学和动力学过程研究
沸石吸附水体中氨氮的热力学和动力学过程研究袁时珏;黄远星;李亮;马腾飞;薛磊【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2013(24)4【摘要】随着近年来各大自然水体富营养化程度的加重,废水中氨氮的处理显得尤为重要。
我国浙江缙云有丰富的沸石矿藏,研究其对于沸石的吸附过程有着明显的应用价值。
实验结果显示:在288～318 K范围内的温度对沸石吸附氨氮过程影响较小,在氨氮初始浓度为30 mg/L的条件下,小粒径沸石对氨氮的48 h吸附容量为1.13±0.06 mg/g,去除率为91%。
大粒径沸石对氨氮的48 h吸附容量为1.10±0.06 mg/g,去除率为87%。
沸石对氨氮的吸附过程遵循二级吸附动力学方程,Freundlich和Langmuir等温吸附方程均适用于描述沸石吸附氨氮的热力学过程。
本研究表明天然沸石是一种合适的吸附剂,可用于废水或者天然水体中氨氮的去除。
【总页数】4页(P11-14)【关键词】氨氮;吸附;沸石;废水处理【作者】袁时珏;黄远星;李亮;马腾飞;薛磊【作者单位】上海理工大学环境与建筑学院【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.改性粘土预处理垃圾渗滤液中氨氮的吸附热力学和动力学研究 [J], 吕利;唐艳妮;姜丽丽2.白银斜发沸石的改性及其对氨氮的吸附热力学和动力学 [J], 马明广;魏云霞;赵国虎;张力;尚琼3.氨氮在土壤中吸附/解吸的动力学与热力学研究 [J], 孙大志4.活化沸石吸附水中氨氮影响因素及动力学研究 [J], 李卉;韩占涛;李雄光;黄冰5.硅藻土/沸石复合颗粒吸附材料脱氮除磷的吸附动力学及热力学分析 [J], 段宁;吴依远;张银凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
沸石对氨氮的吸附及解吸效果研究
第一作者 ：党鹏刚 （１９８５一），男 ，硕 士研究生 ，从事环保管理方面工作 。
第 ４４卷第 １５期
党鹏刚 ，等 ：沸石对氨氮 的吸附及解 吸效果研究
１Ｏ５
１．３ 分析 方 法 氨氮 ：纳 氏试剂 比色法。
２ 结果与讨论
２．１ 沸石 吸 附特性 研 究
石对氨氮 的吸 附量 可达 到 ０．３７ ｍｇ／ｇ。张 曦 等人 在沸石 吸 附 性能研究 中发现在 ５ ｇ／Ｌ的氨氮溶 液 中，沸石 的最大 吸附量可 以达到 １１．５ ｍｇ／ｇ。可见沸石竽 、的删 吸熏附＼蚓潜蓝能 是巨大的。
第 ４４卷第 １５期 ２０１６年 ８月
广 州 化 工
Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
ＶｏＩ．４４ Ｎｏ．１５ Ａｕｇ．２０１６
沸 石 对 氨 氮 的 吸 附 及 解 吸 效 果 研 究
党鹏刚 ，张 英
（１陕 西渭 河煤化 工 集 团有 限责任公 司 ，陕 西 西安限责 任公 司 ，陕西 西安 ７１４０００）
ｇｒａｖｅ１．Ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｚｅｏｌｉｔｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ｔｏ １．５８ ｍｇＮＨ：－Ｎ／ｇ．
Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ， ａｎｄ ｕｎｄｅｒ ｆｏｒｃｅ ｏｒ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｄｅｓｏｒｐ ｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ｔｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ７０％ ．
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
一
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
吸附动力学
天然沸石是含水多孔铝硅酸盐的总称，其结晶构造主要由（SiO）四面体组成，其中部分Si4+为Al3+取代，导致负电荷过剩，因此，结构中有碱金属（碱土金属）等平衡电荷的离子。
同时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，因而可被应用于氨氮废水的处理。
对沸石处理氨氮废水进行了许多研究，但是吸附动力学和等温吸附的研究结果不尽相同，尤其是对沸石饱和吸附量的研究鲜见报道，因此有必要做进一步研究。
本实验探讨了氨氮浓度、温度、时间、沸石粒径对天然沸石吸附氨氮的影响，研究了沸石对氨氮的动态吸附过程，旨在探索沸石对氨氮吸附的规律，为沸石用于氨氮废水处理奠定基础。
吸附动力学研究通过在不同温度下进行试验，研究不同时间内沸石对氨氮的吸附量，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。
在不同温度下，沸石对氨氮的吸附量都是随着时间的增加而增加，但并不一定随着温度的升高而增加。
在吸附反应初始阶段（0~60min），沸石对氨氮的吸附速率较大，吸附量上升很快，随着吸附反应的不断进行，吸附速率降低，在360min后吸附基本达到平衡。
沸石对氨氮的快速吸附阶段是氨氮在沸石表面和内部孔隙中的扩散吸附过程，第二阶段为平衡吸附过程，此时吸附速率随着溶液中氨氮浓度的降低而变慢，最终达到固液两相平衡。
10、25℃和40℃下的平衡吸附容量分别为3.60、4.05mg·g-1和3.87mg·g-1左右。
采用SPSS软件进行处理间多重比较LSD分析，结果表明在3种温度下沸石对氨氮的吸附容量有显著性差异（P<0.05）。
为了进一步描述沸石对氨氮吸附过程的动力学特征，利用图1中的数据，用以下准二级动力学方程进行拟合：t/Qt=1/（k·2Qe2）+t/Qe式中：t为吸附时间（min）；Qt为t时刻的吸附量（mg·g-1）；Qe为平衡吸附量（mg·g-1）；k2为二级吸附速率常数（g·mg-1·min-1）。
天然沸石吸附氨氮和磷的研究
天然沸石吸附氨氮和磷的研究
天然沸石吸附氨氮和磷的研究
选用浙江缗云产颗粒状天然沸石为材料对氨氮和磷进行吸附动力学和吸附等温试验,考察初始浓度、振荡时间对吸附量、去除率的影响.试验结果表明:沸石对氨氮和磷吸附显示出"快速吸附,缓慢平衡"的`特点;吸附动力学过程符合准二级动力学模型;吸附等温线更符合Freundlich 方程;氨氮初始浓度小于7 mg/L、振荡时间在1h内和磷初始浓度小于30 mg/L、振荡时间在15 min内,吸附量、去除率随初始浓度、振荡时间增加而增加,当超过此阶段后,吸附量增加缓慢、去除率下降.
作者：胡细全胡志操王春秀金洁郭静林惠凤 Hu Xiquan Hu Zhicao Wang Chunxiu Jin Jie Guo Jing Lin Huifeng 作者单位：湖北大学资源环境学院,湖北,武汉,430062 刊名：环境科学与管理英文刊名： ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)：2009 34(4) 分类号：X703.1 关键词：天然沸石氨氮磷吸附动力学试验吸附等温试验。
沸石对氨氮的吸附行为研究
沸石对氨氮的吸附行为研究作者：符露来源：《丝路视野》2016年第20期【摘要】本文研究了斜发沸石对氨氮吸附行为，探讨了水力停留时间、pH值对吸附效果的影响，同时考察了吸附氨氮前后的沸石的性能及结构变化。
结果表明，准二级吸附动力学方程能够很好地描述沸石吸附氨氮的过程，沸石在1.0 g/L的氨氮溶液中的理论吸附值为8.69 mg·g-1。
沸石吸附氨氮的最佳水力停留时间为40min，最佳pH值为6，并且氨氮去除率随着浓度的升高而降低，随着沸石投加量的增加而升高。
沸石吸附氨氮前后形态及结构并未发生变化，比表面积、孔容、孔径则明显降低。
【关键词】斜发沸石；氨氮氨氮是水体中重要耗氧物质、是引起水体富营养化的污染物。
近年来，随着社会生产水平的提高，氨氮的排放量与日俱增。
由于水污染事件频繁发生，严重威胁着社会日常生产工作，对于水污染较严重的地区，逐渐实行更加严格的标准控制污水中氨氮的排放，不少污水处理厂面临标准提高的严峻现状。
因此，在兼顾经济的条件下提高处理效率，成为了研究的重点。
目前国内解决高浓度氨氮污染主要使用吹脱法、生物法、离子交换法。
其中吹脱法容易造成二次污染，生物法条件要求高、反应缓慢，而离子交换法较易控制。
天然沸石是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，是由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状硅酸盐，具有比表面积大，吸附性能好，离子交换能力强，化学性能稳定等特点。
沸石对氨氮的去除有着较好的效果，对浓度具有普适性，并且由于沸石资源在我国储量丰富、成本低廉，是一种具有前景的水处理方式，因此沸石吸附氨氮受到较多的关注。
一、材料与方法（一）实验装置静态吸附采用摇床，动态吸附采用沸石柱装置，如图1所示。
实验装置主要由PVC管、蠕动泵、水箱三部分组成，其中PVC管高为100cm，（二）动态吸附实验室温下，在不同的滤速下将含氨氮废水通过沸石吸附柱，每隔20分钟取水样并用0.4μm 滤膜过滤后测定氨氮的浓度。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
等对 等
北京市通州区农村地下水水质进行了调查 ， 其中氨氮 超标率高达 48. 3% ， 最大超标 9. 5 倍。 叶许春
［3 ］
通过对昆明浅层地下水水质多年动态监测资料的分 析， 发现地下水氨氮污染现象已十分普遍， 污染最高
［4 ］ 浓度达到 46. 67 mg Ｒb + ＞ K +
65
最大吸附量达到 11. 5 mg / g， 且随时间 择吸附能力， 呈现先显著上升、 后趋于平缓的特点。 王浩
［14 ］
入上述溶液 100 mL， 置于恒温振荡器中振荡， 振荡频 12 h 后取出样品过滤， 率为 120 r / min， 测定滤出液中 氨氮浓度， 每组设置 3 个平行样。 1. 2. 4 阳离子交换实验 将 1 g 沸 石 置 于 100 mL 聚 乙 烯 瓶 中， 加入 100 mL NH4 Cl 溶液， 初始浓度为 50 mg / L， 置于恒温 振荡器中振荡， 振荡频率为 120 r / min， 控制振荡时间 10 ， 20 ， 30 ， 60 ， 120 ， 300 ， 540 ， 1 440 min。 做 4 组 为 5，
［56 ］
近年来我国浅层地下水水质恶化趋势明显 ， 其中 污 （ 废 ） 水排放和渗 由于垃圾渗滤液入渗、 农业灌溉、 漏等原 因 造 成 的 氨 氮 污 染 问 题 尤 为 突 出。 据 仲 衍 伟
［1 ］
我国进行调查的 57 座城市中， 地下水 等的研究，
［2 ］
氨氮超标的有 46 座， 超标率达 80% 。 郭宝萍
64
环 境 工 程 Environmental Engineering
天然沸石对氨氮的动态去除过程研究
张 佳 张 倩 赵可玉 刘岳霖 王 膑 刘 菲
（ 中国地质大学（ 北京） 水资源与环境工程北京市重点实验室， 北京 100083 ）
*
摘要： 针对天然沸石去除氨氮的动态过程问题， 通过动力学实验、 等温吸附实验、 共存阳离子实验和阳离子交换实验展 开研究。结果显示： 沸石对 NH4 的吸附过程与准二级动力学模型拟合良好， 但在反应初期更符合粒子内扩散模型； 沸 其中 Ca 石对 NH4 的吸附等温线符合 Langmuir 方程； 共存阳离子与 NH4 存在竞争吸附， 交换是沸石吸附氨氮的主要方式， 并且在反应初期存在不等量交换现象 。 关键词： 天然沸石； 氨氮去除； 阳离子交换
（ Beijing Key Laboratory of Water Ｒesources ＆ Environmental Engineering， China University of Geosciences， Beijing 100083 ， China） Abstract： The sorption kinetics experiments，isothermal sorption experiments，coexistence cations experiments，and cation exchange experiments were conducted to evaluate the adsorption mechanism of zeolite towards ammonium． The results showed that the pseudosecond order models，intraparticle diffusion model，Langmuir and Freundlich isotherms models were fitted to the results by a nonlinear method，respectively． Coexisting cations competing with ammonium onto zeolite，were mainly Ca2 + and K + ． Ammonium removal mainly depended on the cation exchange process，but the exchange amount between ammonium and cations were not equal resulted from physical adsorption of zeolite towards ammonium． Milliequivalent concentration of cations increased compared with that of ammonium，which was mainly caused both by competitive adsorption of cations towards NH4+ and cation exchange of Ca2 + in the solution towards Na + in the zeolites． Keywords： natural zeolite； ammonia removal； cation exchange
0
引
言
地下水水化学资料进行分析， 发现地下水氨氮超标率 由 1988 年的 29% 增长到 2004 年的 63% 。 沸石类天然矿物因其具有离子交换特性 ， 对氨氮 去除有选择性高、 去除速度快、 原料成本低、 无污染等 特点， 成为近年来的研究热点。天然沸石的晶体结构 由对称排列的硅铝原子所组成， 形成了一个带有负电 荷的三维开放稳定多孔结构， 孔道内的负电荷可被阳 离子中和， 如钠离子等。 同时， 这些阳离子可被溶液 中的某些阳离子置换， 如重金属离子或铵离子。 天然 沸石的离子交换选择性顺序为 Mg2 + ＞ Li + 。
＞ NH4+ ＞ Ba2 + ＞ Sr2 + ＞ Na + ＞ Ca2 + ＞ Fe3 + ＞ Al3 + ＞ 张曦
［12 ］
002 ） 。 * 国家水体污染控制与治理科技重大专项（ 2009ZX07424收稿日期： 2013 － 12 － 20
等研究发现， 沸石对氨氮有着较强的选
水 污 染 防 治 Water Pollution Control
+ + 2+ +
和 K 的影响最大； 阳离子
+
DOI： 10. 13205 / j． hjgc． 201411017 ＲESEAＲCH ON THE PＲOCESS OF DYNAMIC ＲEMOVAL OF AMMONIA NITＲOGEN BY NATUＲAL ZEOLITE
Zhang Jia Zhang Qian Zhao Keyu Liu Yuelin Wang Bin Liu Fei