粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较

合集下载

人工湿地不同基质对氨氮的吸附特性研究

人工湿地不同基质对氨氮的吸附特性研究
的主要途径 。结果表 明:4种基质对氨氮 的吸附量顺 序依 次为沸石 >红泥 >炉渣 >水洗砂 ;沸石去除氨氮的途 径以离子交换
为主 ,物理吸 附作用很小 ;炉渣的离子交换作用 和物理 吸附作用效果相当 。从氨氮的解吸率来看 , 沸石 的解 吸率最小 ,红泥 次之 ,炉渣和水洗砂的解吸率较大。综合评价 ,沸石更适合作为人工湿地污水 去除氨氮 的基质 。 关键词 :人工湿地 ;基质 ;氨氮 ;吸附 ;解 吸
摘 要:过量氮是 引发水体 富营养化 的重要原因之一 , 的去除是控制水体富营养 化的关键 , 中人工湿地 中基质对 氨氮 的去 氮 其 除是人工湿地处理污水的重要途径。通过基质氨氮吸附动力学 、等温吸附以及基质饱和吸 附后氨氮解吸实验 , 研究沸石 、 红 泥 、水洗砂 、 炉渣 4种人工湿地基质净化氨氮的效果 ,评价其饱 和吸附后氨氮解吸可能造成的二次污染风险及基质去除氨氮
的限制 。 沸 石为沸 石组 矿物 的总称 【 , 内部 硅铝 氧组 l 它 引
制途径引起了世界各国的强烈关注 ,我国对水环境 的富营养化问题已开展了大量工作 。氮是引发水体 富 营养化 的 主要元 素之 一 。 目前处 理水 中氨 氮 的方 法主要包括吹脱 、硝化与反硝化等…,但是这些方 法具有运行成本高 、处理工艺复杂等缺点 。人工湿 地技 术于 2 纪 7 0世 0年代 开始 在我 国推 广应用 ,具 有高效率 、低投资 、低运转费、低能耗等优点[ ] 2。 。 基质在人工湿地系统中发挥着重要作用 , 一些学者 指 出基 质是 制 约 湿 地 污水 处 理 效 果 的最 大 不 确定 性因素 , 成为人工湿地除氮的关键所在 , 选择合适 的基 质 吸附 氨氮 可 以提高 湿地 系统 的除 氮效果 【。 4 ] 因此 ,价 格 低廉 、吸 附容 量大 、对 环境 无毒 害[的 5 ] 吸 附 材 料 的 开 发应 用 是 目前 人 工 湿 地 污 水 处 理技 术 的研究 重点 L J 6。 对基质的研究 目前已经广泛开展 ,各种工业副 产物 、矿石等都引起 了人们 的关注 ,如沸石 、粉煤 灰 、砾 石 、陶粒 等被填 充到 人工 湿地 系统 中 ,大 大 提高了氮的去除效果 。蛭石以其储量丰富、价格 J 低廉 、吸附容量大、对环境无毒无害且容易再生等 优点 ,在 污 水处 理方 面有着 广 阔 的应用 前景 [1。 90 -】 从 2 0世纪 7 0年代开始有沸石处理污水方面的报 道 ,近 1 0年来 ,国内外在不同种类沸石处理含氨 氮废水 、沸石的吸附容量 、沸石离子交换平衡方程 和动力学过程等方面的研究更为深入【 。 1 李旭东[] ¨ 1 等对沸石潜流湿地处理氨氮污水开展 了相关研究 。

水体中氨氮去除技术研究进展

水体中氨氮去除技术研究进展

第49卷第8期2021年4月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.8Apr.2021水体中氨氮去除技术研究进展贺琳杰,屈撑囤(西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065)摘要:含氨氮废水作为一种难处理污水,对其进行有效处理一直是国内外环境工程领域研究的热点。

由于其组成的复杂性,使传统处理技术难以满足高氨氮废水的处理需要。

本文讨论并总结了硝化反硝化法、化学沉淀法、电渗析法和液膜法等新型氨氮处理技术特点。

针对高浓度氨氮废水中氨分子在较高温度与较高pH值条件下易于从水中挥发的特点,分析对比了氨氮处理联合装置优势,展望了氨氮废水处理研究方向。

关键词:氨氮;水;硝化;反硝化中图分类号:X703文献标志码:A文章编号:1001-9677(2021)08-0017-04Research Progress on Removal Technology of Ammonia Nitrogen in WaterHE Lin-jie,QU Cheng-tun(College of Chemistry and Chemical Engineering,Xi'an Shiyou University,Shaanxi Xi'an710065,China)Abstract:As a common domestic sewage,ammonia-c ontaining wastewater is relatively difficult to treat in the field of industrial production.Its treatment technology has always been the focus of research in the field of environmental engineering at home and abroad(effective treatment of it has always been the focus of research in the field of environmental engineering at home and abroad).Traditional treatment technology is increasingly difficult to meet the needs of high ammonia nitrogen wastewater treatment.Based on the analysis and research of traditional ammonia nitrogen removal technology,nitrification and denitrification,selective ion exchange,breakpoint chlorination,and chemical advantages and disadvantages of new ammonia nitrogen treatment technologies such as precipitation method,blow-off method,catalytic wet oxidation method,electrodialysis method and liquid membrane methodwere discussed and summarized.On this basis,in view of the characteristics of ammonia molecules in high-concentration ammonia-n itrogen wastewater that were easy to volatilize from the water under the conditions of higher temperature and higher pH value,the combined device designed for ammonia nitrogen treatment was further analyzed and compared,and the research direction was prospected.Key words:ammonia nitrogen;water area;black smell;nitrification and denitrification;treatment technology氨氮废水是生活中中最常见的污染物之一,常以游离氨(NH3)和钱离子(NH:)形态存在于水中,是引起水体富营养化以及环境污染的重要污染物之一⑴。

氨氮过高处理方法

氨氮过高处理方法

氨氮过高处理方法氨氮是水体中的一种常见污染物,主要来源于农业、工业和城市生活污水等。

当水体中氨氮浓度过高时,会对水生生物产生毒害作用,破坏水生态平衡,甚至威胁人类健康。

因此,寻求有效的氨氮过高处理方法至关重要。

一、物理处理方法1. 吹脱法:利用氨氮在水中的溶解度随pH值升高而降低的特性,通过向废水中通入空气或蒸汽,使废水中氨氮由液相转移至气相,从而达到去除氨氮的目的。

吹脱法适用于处理高浓度氨氮废水,但能耗较高,且易产生二次污染。

2. 膜分离技术:包括反渗透、纳滤、超滤等,通过膜的选择性透过性,将氨氮与水分子分离。

膜分离技术具有高效、节能、无二次污染等优点,但膜材料成本较高,且易受污染和堵塞。

二、化学处理方法1. 折点氯化法:将氯气或次氯酸钠通入废水中,使氨氮氧化为氮气逸出。

折点氯化法处理效果稳定,适用于处理低浓度氨氮废水,但药剂费用较高,且可能产生有毒副产物。

2. 离子交换法:利用离子交换树脂上的可交换离子与废水中的氨氮进行交换,从而达到去除氨氮的目的。

离子交换法具有处理效果好、可回收氨氮等优点,但树脂再生费用较高,且易受其他离子干扰。

三、生物处理方法1. 传统生物硝化反硝化技术:通过硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐,再通过反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气逸出。

传统生物硝化反硝化技术具有成本低、无二次污染等优点,但处理周期较长,且易受温度、pH值等环境因素影响。

2. 新型生物脱氮技术:包括短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等,通过优化微生物种群结构和反应条件,提高氨氮去除效率。

新型生物脱氮技术具有处理效果好、节能等优点,但对操作和管理要求较高。

四、复合处理方法为了克服单一处理方法的局限性,实际工程中常采用多种方法组合使用,形成复合处理方法。

例如,可以先采用物理或化学方法预处理废水,降低氨氮浓度和毒性,再采用生物方法进行深度处理。

复合处理方法可以充分发挥各种方法的优势,提高氨氮去除效率和处理效果稳定性。

五、实际应用案例1. 某化工厂废水处理:该化工厂废水氨氮浓度高达500mg/L以上,采用吹脱法预处理后,氨氮浓度降至200mg/L以下;再采用A/O(厌氧/好氧)生物处理工艺进行深度处理,最终出水氨氮浓度稳定在10mg/L以下,达到国家排放标准。

氨氮 吸附法

氨氮 吸附法

氨氮吸附法
氨氮吸附法是一种处理低浓度氨氮废水的方法,其原理是利用多孔性固体作为吸附剂,将废水中的氨氮吸附在吸附剂表面,从而达到去除氨氮的目的。

吸附法根据吸附原理的不同可分为物理吸附、化学吸附和交换吸附。

常用的吸附剂有以下几种:
1. 沸石:天然沸石或改性沸石具有良好的离子交换性能,尤其是对于铵离子(NH₄⁺)具有较高的选择性和吸附能力。

2. 粉煤灰:作为工业废弃物资源化利用的实例,粉煤灰经过适当处理后,可以显示出一定的吸附氨氮的能力,尤其适合低浓度氨氮废水的处理。

3. 膨润土:作为一种层状硅酸盐矿物,通过改性处理后能够增强对氨氮的吸附效果,适用于中低浓度氨氮废水的处理。

4. 活性炭:活性炭具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积,能够通过物理吸附和化学吸附作用去除废水中氨氮,但通常用于深度处理或者小范围应用。

5. 树脂吸附剂:某些阳离子交换树脂如聚苯乙烯系、丙烯酸系等树脂,能有效地通过离子交换机制吸附并去除水中的氨氮。

6. 新型吸附材料:近年来研究出的一些新型吸附材料,如生物质碳、纳米复合材料、金属有机骨架(MOFs)等也表现出了优异的氨氮吸附性
能。

在实际操作过程中,影响吸附效果的因素包括吸附剂的种类与用量、溶液pH值、接触时间、温度以及废水中的氨氮初始浓度等。

吸附饱和后的吸附剂需要进行再生处理,以恢复其吸附能力,实现吸附剂的循环使用。

高低浓度氨氮废水处理工艺对比!记得收藏

高低浓度氨氮废水处理工艺对比!记得收藏

高低浓度氨氮废水处理工艺对比!记得收藏污水中因氨氮浓度不同分为高低浓度氨氮废水,在实际应用中氨氮浓度大于500PPM的废水需要预处理(称为高氨氮废水),然后配合低氨氮废水的处理工艺进行最后的脱氮,因高氨氮废水与低氨氮废水采用的工艺不同,本文大体介绍一下!一、高浓度氨氮废水处理技术1吹脱法将空气通入废水中,使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相,使废水得到处理的过程称为吹脱,常见的工艺流程见图1。

吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。

将氨氮废水pH 调节至碱性,此时,铵离子转化为氨分子,再向水中通入气体,使其与液体充分接触,废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面,转至气相,从而达到去除氨氮的目的。

常用空气或水蒸气作载气,前者称为空气吹脱,后者称为蒸汽吹脱。

蒸汽吹脱法效率较高,氨氮去除率能达到90%以上,但能耗较大,一般应用在炼钢、化肥、石油化工等行业,其优点是可回收利用氨,经过吹脱处理后可回收到氨质量分数达30%以上的氨水。

空气吹脱法的效率虽比蒸汽法的低,但能耗低、设备简单、操作方便。

在氨氮总量不高的情况下,采用空气吹脱法比较经济,同时可用硫酸作吸收剂吸收吹脱出的氨氮,生成的硫酸铵可制成化肥。

但是在大规模的氨吹脱-汽提塔生产过程中,产生水垢是较棘手的问题。

通过安装喷淋水系统可有效解决软质水垢问题,可是对于硬质水垢,喷淋装置也无法消除。

此外,低温时氨氮去除率低,吹脱的气体形成二次污染。

因此,吹脱法一般与其他氨氮废水处理方法联合运用,用吹脱法对高浓度氨氮废水进行预处理。

最佳吹脱工艺条件,见表1。

通过对比分析表1可以得出:(1)吹脱法普遍适宜的pH 在11附近;(2)考虑经济因素,温度在30~40℃附近较为可行,且处理率高;(3)吹脱时间为3h左右;(4)气液比在5000∶1 左右效果较好,且吹脱温度越高,气液比越小;(5)吹脱后废水的浓度可降低到中低浓度;(6)脱氮率基本保持90%以上。

沸石改性吸附氨氮的试验研究

沸石改性吸附氨氮的试验研究

1 试验材料及 改性方法
o ;
1 试验材料 . 1
试验选用浙江缙云天然斜发沸石 ,粒径取 1~ O目、O 4 O2 2 O目.改性剂 : a 1 a H、 C N C、 O H 1 N 改性方法一: 分别将一定量沸石和 10 l 一 5m 不同浓度 N C 溶液置于锥形瓶 中, a1 振荡浸
沸石 改性 吸附氨氮 的试验研 究
冯灵 芝 , 买文宁 , 吴连成
( 郑州大学 环境与水利学 院 ,郑州 摘 400 ) 5 0 2 要:比较 了在 不同改性条件 下沸石对 氨氮的去除效果 , 结果表 明: a 1 N C 改性 效果 明显 ,%盐溶液 浓度 改性 沸石 6
氨 氮去 除率可迭 9 . 酸浸改性沸石吸 附性 能明显 优于碱浸 改性沸石 ; 2 53 %; 在 h的浸泡时 间下 , 酸溶液 浓度 升 高, 改性沸石 的氨 氮吸 附效 果降低 . 关键词: 改性沸石 ; 吸附; 氨 氮 中图分类号: x 7 31 0 . 文献标识码: A
沸石是一种架状结构 的硅铝酸盐, 其内部有许多大小 比较均匀的孔道和通道 .孔容积有时可达沸石体 积 的 5 %以上, 0 具有较好的吸附和离子交换性 能 .且沸石在我 国资源丰富l 成本低廉, l l , 用沸石离子交换法 脱除废水中的铵是可行的.沸石脱氨氮 的经济性主要 由预处理和再生工艺决定 , 本文采用浙江缙云斜发沸 石进行化学改性预处理 , 比较 了不 同改性条件下沸石吸附氨氮效果, 并对其去除规律进行 了初步研究, 以期 找到适当的预处理方法, 提高沸石的吸附容量, 使沸石在 除氨氮方面将得到更广泛的应用 .
速振 荡 1h 静置 3 mn 取上 清液 测 定剩余 氨 氮浓 度 . 2, 0 i,
1 测定方法 采用氨气敏 电极法I - 4 l 测定氨氮浓度 .

29种湿地填料对氨氮的吸附解吸性能比较

29种湿地填料对氨氮的吸附解吸性能比较
NH3 -N 的去除是工业废水、生活污水及低污染水 ( 污水处理厂出水、污染河水、地表径流等) 水质改善 的重要任务. 目前,国内外处理含 NH3 -N 废水的技术 主要有折点氯化法、选择性离子交换法和吸附等物理 化学法[4],光 催 化 氧 化、湿 法 催 化 氧 化 等 化 学 处 理 法[5],生物流化床、膜生物反应器、缺氧好氧等生物 处理法[6-8],但这些方法运行成本高、工艺复杂[8]. 人 工湿地作为一种高效率、低投资、低能耗的污水处理 技术,早在几十年前就被广泛用于处理工业废水、城 镇生活污水和 农 业 径 流 中 的 氮、磷 等[9-10],但 仍 存 在 NH3 -N 难被高效去除 ( 去除率多不超过 60% ) 等问 题[11-13]; 湿地填料堵塞也是目前人工湿地污水处理 技术中的主要问题[14],其会降低湿地长效性[15]及对 污染物的去除能力,缩短湿地寿命[16-17]. 因而,强化 人工湿地 NH3 -N 去除能力,缓解湿地堵塞非常重要, 而除氮的关键之一在于填料筛选[18]. 填料对植物生 长起支撑 作 用,并 促 进 挂 膜,提 供 存 储 污 染 物 的 场 所[19],实际 生 活 中 常 用 的 吸 附 材 料 有 土 壤、沸 石 等[18-20]. 但现有研究填料筛选试验条件不一致,多数 仅针对单一或数种填料开展同步研究,其合理性与对 比性不强. 该研究对 29 种天然和非天然填料的物理 特征及其对 NH3 -N 吸附解吸性能进行了分析,以期 筛选出适宜的人工湿地填料.
时,这 3 种材料对较高质量浓度的 NH3 -N 吸附效果 也较好.
图 1 非天然填料的等温吸附曲线 Fig. 1 Isothermal adsorption curves of ten kinds
of non-natural substrates

一种用于处理氨氮废水的改性粉煤灰及其制备方法

一种用于处理氨氮废水的改性粉煤灰及其制备方法
出 。/ N12 7 4 7 2 1 C 0 1 3 9 A. 0 1—0 9—0 7 种 用 于处理 氨 氮废水 的 改性粉 煤灰及 其 制备方 法

与水 剧 烈反 应 的危 险废物 废 弃酸 的处理 工 艺
该 发 明涉 及 一 种用 于处 理 氨 氮废 水 的改 性 粉
该 发 明涉 及 一种 与水 剧烈 反 应 的危 险废物 废弃酸 的处理工艺 , 以减少操作人 员对酸 的接 可 触 , 制 废 弃 酸 溶 解 稀 释 过 程 中 产 生 的 酸 气 浓 控
究 木 材 的热 解 和 燃烧 机 理 [ ] J .燃 烧 科 学 与技 术 ,
20 。2 6 :3 0 6 1 ( ) 5 5—5 9 3.
[] 全翠 , 9 李爱 民, 高宁博 , 等.采用热解方法 回收油泥中
原油 [] J .石油学报 ,0 0 2 5 : 4 2 1 , 6( ) 7 2—7 6 4. [ 0 杨 素 文 , 克 强 .杉 木 屑 真 空 热 解 制 备 生 物 油 1] 丘
的物质结构 , 缩短 了改性时间, 并在低加碱量 的条
件下生成 了新的沸石矿物相 , 增大 了粉煤灰 的比表
面积 , 提高 了粉煤灰 的阳离子交换性能。使用该发 明改性后的粉煤灰对氨氮废水进行处理 , 去除效果 显著 。该发明以废治废 , 实现了废弃物的资源化利 用, 提高 了粉煤 灰的利用率 。/ N12 8 9 3 C 0 l8 5 A,
煤灰, 通过如下方法制得: N O 将 a H与粉煤灰按 比例 混合均匀后在低温下煅烧 , 待冷却后研磨过筛 , 然后 加入 1 5 ~ 倍质量的水 , 混合 , 搅拌 , 升温至 7 0℃ 后
停止 搅 拌 , 温 凝胶 1 - . , 升 温 至 10℃, 恒 . 20h 再 5 0 恒 温 晶化 3 4h 抽 滤 , 水洗 至 中性 , 干 , 却 ~ , 用 烘 冷
  1. 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. 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. 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)。

粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较邱素芬;王源;蔡觅;李佳慧;刘嘉欣;薛杨【摘要】以粉煤灰为原料,采用改进的水热合成法制备了粉煤灰沸石,并将粉煤灰和粉煤灰沸石用于高浓度氨氮的吸附去除.实验结果表明:在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/mL和0.04 g/mL、反应体系pH为5~7、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,分别吸附660 min和60 min,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的去除率分别约为20.1%和50.7%左右,粉煤灰沸石对高浓度氨氮的去除效果明显优于粉煤灰;粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学行为符合准二级动力学方程;Langmuir和Freundlich等温吸附模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程,而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】5页(P583-587)【关键词】粉煤灰沸石;高浓度氨氮废水;吸附;去除【作者】邱素芬;王源;蔡觅;李佳慧;刘嘉欣;薛杨【作者单位】辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】X752粉煤灰是燃煤电厂粉煤燃烧排放的废弃物,粒径为1~500 μm。

我国粉煤灰排放量大,预计到2020年总堆存量可达3×109t以上[1]。

粉煤灰回收后可用于建筑、农业、环保等领域,以及有用物质的提取[2]。

粉煤灰中含有大量二氧化硅、三氧化二铝等活性物质,具有良好的吸附能力[3],可直接或改性后用于重金属、有机物等污染物的吸附[4-5]。

粉煤灰与沸石分子筛成分类似,可用于制备沸石[6]。

迄今为止,用粉煤灰制得的沸石类型至少有15种,且转化率可达60%[7]。

目前,国内外可有效去除废水中氨氮的方法有很多[8-12],但至今还没有一种流程简单、操作方便、技术成熟、廉价有效且无二次污染的处理方法。

离子交换法是一种有效的脱氮方法,而粉煤灰沸石独特的晶架结构使其对氨氮有选择性吸附和离子交换两种吸附作用,且具有操作简单、高效快速、无二次污染、可再生等优点,近期备受人们关注[13]。

其中,利用粉煤灰合成沸石对氨氮废水进行处理的研究已有很多,但对高浓度氨氮废水处理的研究较少。

本工作以粉煤灰为原料采用改进的水热合成法制备了粉煤灰沸石,并将粉煤灰和粉煤灰沸石用于高浓度氨氮的吸附去除,研究了氨氮去除的影响因素,并讨论了吸附的动力学和热力学特征。

1.1 试剂、材料和仪器九水硅酸钠、无水氯化铵、NaOH、盐酸:分析纯。

X分子筛:粒径3~5 mm,堆密度0.65 g/cm3,上海摩力克分子筛有限公司。

氨氮溶液:称取3.819 9 g无水氯化铵于1 000 mL容量瓶中,加水至刻度,得1.00 mg/mL氨氮标准溶液,实验中根据需要进行稀释。

粉煤灰:辽宁省阜新市城南热电厂干法电除尘排灰的收集尘,暗灰色,过80目筛,主要成分(近90%(w))为SiO2,Al2O3,Fe2O3,次要成分包括CaO,MgO,K2O等。

粉煤灰的化学成分见表1。

GFA7000A型原子吸收分光光度计:日本岛津公司;TU19型紫外-可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;雷磁pHS-3C型pH计:上海雷磁仪器厂。

1.2 粉煤灰沸石的制备以粉煤灰为原料,采用改进后的一步水热合成法[14]制备粉煤灰沸石:首先将粉煤灰磨成粉末,然后按照粉煤灰与NaOH的质量比5∶3加入NaOH进行碱熔预处理;加入一定量的九水硅酸钠和少量X分子筛(作为晶种),于60 ℃高压反应釜中陈化30 min;升高反应釜内温度至90 ℃,晶化10 h;经洗涤、过滤、干燥,得灰色粉煤灰沸石。

1.3 吸附实验分别称取一定量的粉煤灰或粉煤灰沸石置于具塞磨口锥形瓶中,加入50 mL一定浓度的氨氮溶液,用1.0 mol/L盐酸和1.0 mol/L NaOH溶液调节反应体系pH (即吸附pH),于25 ℃恒温振荡箱中(170 r/min)振荡至吸附平衡(660 min 或60 min),取吸附液待测。

改变吸附时间,每隔一段时间取样,进行吸附动力学实验。

1.4 分析方法参照GB/T 1574—2007《煤灰成分分析方法》[15]测定粉煤灰的化学成分,其中,Fe2O3,CaO,MgO,K2O,Na2O的测定采用原子吸收法,Al2O3采用氟盐取代乙二胺四乙酸络合滴定法,SiO2采用硅钼蓝分光光度法。

将30 mL吸附液于离心管中,在4 000 r/min条件下离心30 min,取上清液过0.45 μm微孔滤膜。

采用纳氏试剂光度法[16]测定滤液中的氨氮质量浓度,进而计算氨氮吸附量和氨氮去除率。

2.1 吸附动力学在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/ mL和0.04 g/mL、初始氨氮质量浓度为500 mg/L、吸附pH为6.5的条件下,粉煤灰(a)和粉煤灰沸石(b)对氨氮的吸附动力学曲线见图1。

由图1可见:粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学过程具有相似的变化趋势;粉煤灰对氨氮的吸附在660 min达到平衡,而粉煤灰沸石对氨氮的吸附则能较快达到平衡(60 min);粉煤灰沸石对氨氮的平衡吸附量是粉煤灰的2.4倍。

由此可见,粉煤灰沸石对氨氮的吸附去除效果优于粉煤灰。

分别采用准一级动力学方程(见式(1))和准二级动力学方程(见式(2))对吸附动力学实验数据进行拟合,拟合结果见表2。

由表2可见,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮吸附的动力学过程均遵循准二级动力学方程,说明粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附主要是化学吸附。

式中:t为吸附时间,min;qt为t时刻的吸附量,mg/g;qe为平衡吸附量,mg/g;K1为准一级吸附速率常数,min-1;K2为准二级吸附速率常数,g/(mg·min)。

2.2 等温吸附模型在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/mL和0.04 g/mL、吸附pH为6.5的条件下,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附等温线见图2,其中,ρe为吸附平衡时的氨氮质量浓度,mg/L。

由图2可见,粉煤灰沸石比粉煤灰对氨氮的吸附量大很多。

分别采用线性、Langmuir和Freundlich等温吸附模型(见式(3)~(5))对等温吸附实验数据进行拟合,拟合结果见表3。

由表3可见:Langmuir模型和Freundlich模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程;而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述。

说明粉煤灰对氨氮的吸附主要是表面吸附,而粉煤灰沸石对氨氮的吸附除表面吸附外还包括分配作用。

式中:K为线性平衡吸附系数,g/L;b为线性吸附常数,mg/g;qsat为饱和吸附量,mg/g;KL为Langmuir吸附常数,L/mg;KF和n为Freundlich吸附常数。

2.3 吸附剂投加量对氨氮去除效果的影响在初始氨氮质量浓度为500 mg/L、吸附pH为6.5的条件下,粉煤灰(a)和粉煤灰沸石(b)投加量对氨氮去除效果的影响见图3。

由图3可见:随粉煤灰投加量的增加,氨氮去除率从7.8%增至20.1%,而吸附量则从3.90 mg/g降至0.50 mg/g;随粉煤灰沸石投加量的增加,氨氮去除率从21.7%增至50.7%,而吸附量则从10.85 mg/g降至1.27 mg/g;当粉煤灰和粉煤灰沸石投加量分别达到0.10 g/mL和0.04 g/mL后,氨氮去除率的变化较小。

这是因为:投加量的增加使吸附剂的比表面积和吸附点位增加,使得氨氮去除率增大;但当吸附剂达到一定量后,由于颗粒之间的团聚和沉降现象加剧,使得有效吸附点位并未显著增加,故氨氮去除率变化不大;同时,投加量的增加导致单位质量的氨氮浓度梯度下降,颗粒的团聚作用导致总比表面积减小,致使氨氮吸附容量降低[17]。

综上所述,粉煤灰和粉煤灰沸石的最适投加量分别为0.10 g/mL和0.04 g/mL。

2.4 吸附pH对氨氮去除效果的影响在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/mL和0.04 g/mL、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,吸附pH对氨氮去除率的影响见图4。

由图4可见:pH对氨氮去除率的影响显著;随pH的增大,氨氮去除率逐渐增大,当pH=5~7时变化趋缓,在此范围内粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮均有较好的吸附能力;当pH>7后,氨氮去除率出现明显下降。

导致这种现象的主要原因是:当pH较小时,大量的H+与NH4+竞争吸附点位,使得粉煤灰和粉煤灰沸石吸附NH4+的有效吸附点位数减少,因而去除率较低[18];而当pH较高时,离子态NH4+可能转变为分子态NH3,从而影响到吸附剂对氨氮的吸附量[19-20]。

综上所述,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的最适吸附pH均为5~7。

本实验氨氮溶液的原始pH(约为6.5)即在此范围内,故除本节外,其他实验均未调节吸附pH。

a)粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学行为符合准二级动力学方程。

b)Langmuir和Freundlich等温吸附模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程;而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述。

c)在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/mL和0.04 g/mL、吸附pH为5~7、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,分别吸附660 min和60 min,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的去除率分别约为20.1%和50.7%左右。

粉煤灰沸石对高浓度氨氮的去除效果明显优于粉煤灰。

该专利涉及一种电催化还原氧化反应器及利用其预处理氯苯废水的方法。

将氯苯废水通入电催化还原氧化反应器的阴极室,开始电化学处理,废水在阴极室中发生还原反应,阴极室处理后的废水经由还原出水收集系统进入阳极室,废水在阳极室中发生氧化反应。

阳极板和阴极板的电流密度为5~25 mA/cm2,废水在阴极室和阳极室的停留时间为2~5 h;阴极室与阳极室的极间距为1 mm。

该专利用电催化还原代替金属还原,避免了金属易钝化、传质效率低的问题;用电催化氧化代替Fenton氧化等其他高级氧化技术,避免了处理效率低、药剂投加量大的问题。

该专利反应器和方法可高效地降低氯苯废水的浓度,削减废水毒性,提高废水的可生化性。

/CN 104787851 A, 2015-07-22该专利涉及一种造纸废水萃取脱酚的方法,具体步骤如下:1)废水预处理;2)制中间体;3)制离子液体;4)萃取脱酚;5)萃取剂回收。

相关文档
最新文档