天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究
天然沸石的改性及其去除制革废水中铵的研究
ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｗ ｒ ｏ ｃ ｎｒ ｔ ｎ ｏ ａ ｌｏ ． ｏ １ ５ｍｏ／ ．ａ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｆ ０ ，ａ ｄ ａ ｒ ａ ｔ ｎ ｔ ｆ３ ｈ ｕ ｓ ｄ ｆ ａｉ ｅ ｅ ａ ｃ ｎ ｅ ｔ ｉ ｆＮ Ｃ ｆ１ ０ ｔ ． ｌ Ｌ ｅ ｅａｕ ｅｏ ℃ ｎ ｅ ｃｉ ｉ ｏ ｏ ｒ ． ｉ ｏ ａｏ ７ ｏ ｍｅ
ｗ ｓｕｅ ｒｈ ｅｔｅ ｔ ｆ ｒｆ ｉ ｎｒ ｗ ｔ ａ ｒ Ｔ ｅ ｅｕ ｓ ｈｗ ｄｔａ ｍ ｉｃｔｎｂ ｅｔ ｇ ｒ ２Ｏ ｉｄ ａ ｓｄｆ ｅ ｒ ｍ ｎ ｔ ｃ ｌａ ｅ ａ ｅ ｔ ． ｈ ｓｌ ｏ ｅ ｔ ｏ ｆ ａｏ ｙｈａ ｎ Ｓ ４ａ ｅ ｏ ｔ ｔａ ｏ ａｉ ａｔ ｉ ｎ ｙ ｓ ｗ ｅ ｒ ｔｓ ｈ ｄ ｉ ｉ ｉ ｏＨ ｆｌ
ｚ ｏ ｉｅ ｅｌ ｔ
ＤＩ ＮＧ ａ －ａ Ｓｈ ｏ ｌ ｎ，ＬＩＬｉ ｇ，ＬⅡ Ｘｉｏ－ｉ Ｉ ｌ ａ ｌ，Ｚｌ ＮＧ Ⅲ Ｃｈａ －ｅ ｎｇ ｌ
（ ｏｅｅ ｆＲ ｓ ｒ ｎ ｎｉ ｎ ｅｔ ｈ ｎｉ ｎ ｅ ｉ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ’ ｎ７ ０ ２ ，Ｃ ｉ ） Ｃ ｌｇ ｅ ｕｃ ａ ｄＥ ｖ ｏｍ ｎ ，Ｓ ａ ｘ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎｅａ Ｔｃｎｌ ｙ ａ １０ １ ｈ ａ ｌ ｏ ｏ ｅ ｒ ｖ ｓｙｆ ｅ ｄ ｏ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｎ ｔ ｒｌｚ ｏｉ ｙ ｗｏ ｄ ａｕ ａ ｅ ｌｔ ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ｅ； ｄ ｆ ａｉｎ； ｔ ｎ ｒ ｓ ｔｗａｅ ； ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｗａ ｅ ｔｒ ｍｍｏ ｉ ｍ ｅ ｖ ； ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｙ ｎ ｕ ｒｍｏ ａ ｌ ｄｏ ｉ ｐ ｏ
沸石去除地下水中氨氮的影响因素分析及作用机理探讨
图1
沸石用量对铵离子吸咐效果的影响
3 4
温度对沸石吸附铵离子的影响
3 2
沸石吸附铵离子浓度与时间的关系 分取 1 mg/ L NH + 4 的水样 200 mL, 检查 水的
沸石吸附铵离子与水的温度有密切关系, 随着 温度升高 , 沸石吸附铵离子效果越好, 这是由于温度 越高 , 离子动能越大 , 运动频率越高越易深入到沸石 孔穴中去而被吸附, 因此在水处理过程中温度越高 , 去除铵离子效率越好 ( 图 3) 。 3 5 天然沸石与活化沸石对氨氮去除能力的比较 依照上述实验条件, 分别取天然沸石和经过适
水样的配制 称取一定 量 NH 4 C1, 用 蒸馏 水配制 成 l mg/ L
NH 4 水样。 2 3 铵离子的测定 采用纳氏试剂比色法 , 在碱性条件下, 以酒石酸
值, 加入 1 g 沸石 , 每隔 2 h 测定一次水样中 NH + 4 离子浓度, 观察在不同 pH 值下沸石吸附 铵离子的 情况 , 结果如表 1 所示。
1
材料介绍
实验中将沸石经过适当方法活化, 作为去除氨
[ 收稿日期] 2000 01 10
2
2 1
实验部分
仪器与试剂 仪器用 721 分 光光 度计 ( 上海 第 三分 析仪 器
厂) 。试剂用氯化铵、 碘化钾、 氯化汞及酒石酸钾钠 ,
70
西安工程学院学报
22 卷
均为分析纯。 2 2
+
进行交换的过程中, 有一个平衡点存在。开始是水 中铵离子被交换到沸石上 , 超过平衡点 , 再延长时间 反而使已交换上的铵离子从沸石上解脱下来。 3 3 水样 pH 值对沸石吸附铵离子的影响 取 200 mL 1 mg/ L NH + 4 水样, 调整体系的 pH
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。
沸石改性及对水中氨氮的吸附性能研究
沸石改性及对水中氨氮的吸附性能研究作者：杨岳吴涛涛王闰民陈珊媛来源：《环境与发展》2020年第09期摘要：为有效处理含氨氮废水，选用沸石分子筛为载体，以氢氧化钠为改性试剂，以氨氮吸附率作为活性评价指标，通过正交实验设计确定了NaOH碱改性沸石分子筛吸附剂的最佳改性条件。
实验结果表明：当NaOH浓度为1.5 mol·L-1，加热温度为80 ℃，浸渍时间为6 h，并于600 W微波功率下作用2 min所制得的NaOH碱改性沸石分子筛吸附剂具有最高的吸附性能，工作120 min后对氨氮的吸附效率已达到83.54%。
并考察了氨氮初始浓度及水温对改性沸石的氨氮吸附性能的影响，实验表明氨氮吸附效率随氨氮初始浓度及水温的增大而增大，而当氨氮浓度低至10 mg/L时，改性沸石作用120 min后对氨氮的吸附效率亦在60%以上，当水温为37℃时，改性沸石作用60 min，氨氮吸附率已高至85.57%。
关键词：沸石分子筛;氢氧化钠改性;氨氮;吸附;正交实验中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-0-03DOI：10.16647/15-1369/X.2020.09.067Research on adsorption of ammonia nitrogen in water with modified zeoliteYang Yue，Wu Taotao，Wang Runmin，Chen Shanyuan（Yangjiang Polytechnic，Yangjiang Guangdong 529500，China）Abstract：In order to effectively deal with wastewater containing ammonia nitrogen， the zeolites modified by sodium hydroxide were used. The optimum modification conditions of zeolites were determined by orthogonal experimental design. Meanwhile， the adsorption properties of zeolites modified by sodium hydroxide were studied. The results show that the adsorbent of zeolites modified by sodium hydroxide has high adsorption activities， when the concentration of sodium hydroxide is 1.5 mol·L-1， the heating temperature is 80 ℃， the dipping time is 6 h， and the adsorbent is activated by microwave at 600 W for 2 min. After reaction for 120 min， the adsorption efficiency of ammonia nitrogen has reached 83.54%. In addition， the effects of and water temperature on the adsorption of modified zeolite were investigated. The the initial concentration of ammonia nitrogen results demonstrated that the adsorption efficiency of ammonia nitrogen increased with the increase of the initial concentration of ammonia nitrogen and water temperature. When the concentration of ammonia nitrogen was as low as 10 mg·L-1， the adsorption efficiency of ammonia was more than 60% after 120 min. And when the water temperature was 37 ℃， the ammonia adsorption has been as high as 85.57% by the action of modified zeolite for 60 min.Key words：Zeolite;Sodium hydroxide modification;Ammonia nitrogen;Adsorption;Orthogonal experimental氨氮是指水中以游離氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮，是造成湖库等淡水水体及海湾富营养化污染的主要营养素，表现为某些水生植物（如绿萍等）及藻类（如蓝藻、红藻等）的大量繁殖，导致鱼类等水生生物因溶解氧的过度消耗而死亡[1]。
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
改性沸石去除水中氨氮的研究
ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｏ ｎ ＮＨ４ ＋ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒｅ ａ ｃ ｏｍｐａ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｓ ｏ ｈｅ ｔ ｒ ｍａ ｌ ａ ｄｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ
关键词 ： 改性沸石 ；氨氮去除 ；吸附
中 图分 类 号 ： Ｘ ７ ０ ３ ． １ 文 献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６— ４ ７ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ４— ０ ０ ３ ８ ３— ０ ４
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ａｍ ｍ ｏ ｎ ｉ ａ Ｒｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ｙ Ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｄ Ｚｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：
Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ １ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ｉ Ｓ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｂｙ Ｎａ Ｃ１ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｎａ Ｃｌ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ
ｉ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ． Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ａ ｍｍ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｎａ Ｃ１ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ Ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ４ ７ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ １ ７
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。
改性沸石法去除微污染水中氮的研究
改性沸石法去除微污染水中氮的研究本课题以氨氮浓度大约为5mg/L的微污染水为研究对象，其COD浓度低于20mg/L，以开发适合我国国情的废水脱氮技术为目标，对沸石离子交换去除氨氮的处理工艺进行了探讨，并对其改性处理效果及再生效果进行了试验研究。
研究了沸石经NaCl、NH4NO3改性处理后对微污染饮用水中氨氮的吸附。
结果表明：改性沸石对氨氮有较好的吸附，吸附温度为常温，NaC1溶液、NH4N03溶液改性沸石的最佳浓度分别为0.6—1mol/L、1.5—2mol/L，氨氮的去除率达90％。
近年，随着社会经济发展和城市化进程，河流受生活污水和工业废水污染的情况日趋严重，其中特别以污水对河流产生的污染问题更为突出，使我国出现日益严重的水质性缺水现象，严重影响了人民的生产和生活，并制约了社会的可持续发展。
尤其以氨氮的富营养化污染为最严重。
微污染饮用水中，普遍都含有一定浓度的氨氮。
氨氮浓度过高，会抑制自然硝化，降低水体自净能力。
目前净水工艺广泛采用过滤介质活性炭法，但价格昂贵。
本文采用改性沸石去除水中的氨氮，工艺简单，易再生，处理成本低，去除率高。
沸石是一族具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物，特殊的晶体化学结构使沸石拥有离子交换、高效选择性吸附、催化、耐酸、耐辐射等优异性能和环境属性。
由于它的特殊结构，对氨具有优先选择交换性、良好的再生性和低的运行成本及各种温度下皆有效的特点，己被用于去除废水中高浓度氨。
利用它去除水中的氨氮，取得良好的效果，为微污染饮用水中氨氮的去除提供了一种高效、实用、经济的新方法。
近年来，国内外对沸石特别是斜发沸石和丝光沸石在微污染饮用水源处理中的应用作了大量研究工作，沸石在饮用水处理中有着很好的应用前景。
沸石去除氨氮的原理氨氮在水中以离子态NH4+和分子态NH3两种形式存在。
沸石去除氨氮的原理为：①两种形式的氨氮自溶液本体向沸石表面迁移，部分分子态的氨氮在颗粒外表面动态吸附平衡；②颗粒外表面流体界面膜内的传质；③颗粒内的扩散和分子态的氨氮在孔隙内的动态吸附平衡；④离子态的氨氮在孔隙表面上的动态离子交换过程平衡；⑤交换后的离子向溶液本体扩散。
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发展计划 (973) 项目 (2002CB412304) 作者简介 : 姜霞 (1974 - ) ,女 ,山东蓬莱人 ,副研究员 ,博士 ,主要从
水溶液中 ρ(NH4 + 2N) 的测定采用纳氏试剂比
色法[8] ,采用 pH 计测定酸碱度 ( F - 20pHΠmV 计 ,北
京屹源电子仪器科技公司) ,比表面积采用 BET 氮
气吸附方法测定 (NOVA3200 表面与孔隙度分析仪 ,
Quantachrome Instruments 美 国 ) , 试 验 数 据 用
盐改性处理 :常温常压下将 1 molΠL的 NaCl 和酸 改性沸石以液固比10∶1加入反应器匀速搅拌 12 h , 静置 12 h 后 ,以7 000 rΠmin离心 10 min ,固体经无氨 水洗并烘干备用. 1. 2 吸附试验 1. 2. 1 吸附动力学试验
称取 1 g 天然沸石干样置于用酸洗过的 100 mL 离心管中 ,分别加入 15 和 50 mgΠL的氯化铵 (NH4 Cl) 溶液 50 mL ,加盖 ,在 (25 ±1) ℃,200 rΠmin条件下恒 温振荡 , 定时取出样品并在恒温高速离心机中以 7 000 rΠmin 的 速 度 离 心 10 min , 取 上 清 液 测 定 ρ(NH4 + 2N) . 试验均设 3 组重复 ,试验分析结果的 相对标准偏差均小于 5 %. 1. 2. 2 吸附热力学试验
笔者选择成本较低的天然斜发沸石[7] ,通过酸 、
38
环 境 科 学 研 究
第 21 卷
碱和 盐 改 性 的 方 法 , 探 讨 温 度 , 吸 附 时 间 , ρ(NH4 + 2N) 和 pH 对 天 然 沸 石 及 改 性 沸 石 吸 附 NH4 + 2N 的影响 ,并通过扫描电镜和能谱来分析天 然沸石和改性沸石在结构上的不同 ,旨在探索沸石 改性的最佳方法和改性沸石吸附低浓度 NH4 + 2N 的 最佳条件 ,以期为改性沸石用于低浓度 NH4 + 2N 的 处理奠定基础.
行一元线性拟合 ,将 Langmuir 模型进行一元线性回
归 ,Lanx + 1 Π( Qmax KL )
(2)
以 CΠQ 对 C 作图 ,根据斜率和截距可求出 KL
及 Qmax .
沸石对 NH4 + 2N 在某一时间段 ( t2 - t1 ) 内的平
事湖 泊 富 营 养 化 机 理 与 防 治 技 术 研 究, jiangxia @craes. org. cn.
去除湖泊 、河道中的 NH4 + 2N 是保证水质安全的重 要保障[2] .
在各种去除 NH4 + 2N 的方法中 ,生物法和化学 沉淀法对于高浓度 NH4 + 2N 废水的处理具有较好的 效果[3] ,但其处理低浓度 NH4 + 2N 的成本昂贵 ,且可 能会引入其他有害离子 ,使该类方法的推广受到限 制. 人工湿地法是目前采用较多的去除水体低浓度 NH4 + 2N 的方法 ,但其去除效率受季节温度的影响 显著 ,不利于植物枯萎期和低生长期 NH4 + 2N 的去 除. 离子交换法对 NH4 + 2N 的去除不受温度的限 制 ,但也存在需定期更换吸附填料的问题 ,因此考虑 开发高效吸附人工沸石 ,采用将其与人工湿地法配 合使用的方法 ,来达到对低浓度 NH4 + 2N 较好的处 理效果和较低的投入成本[426] .
(1)
式中 , Q 为 NH4 + 2N 在沸石上的吸附量 ,mgΠg ; Qmax为
沸石对 NH4 + 2N 的最大吸附量 ,mgΠg ; C 为沸石吸附
NH4 + 2N 的 平 衡 质 量 浓 度 , mgΠL ; KL 为 沸 石 与
NH4 + 2N的结合能 ,LΠmg. 根据最小二乘法的原理进
SPSS1110 统计软件进行分析 ,平行测量误差 < 5 %.
试验所用器皿均用稀盐酸浸泡过夜 ,所用药品均为
分析纯.
1. 4 最大吸附量和吸附速率的计算
NH4 + 2N 在沸石上的吸附可以用 Langmuir 模型 来描述[9210] ,它是从动力学理论推导出的单分子层
吸附等温模型 :
Q = Qmax KL CΠ(1 + KL C)
Study o n Low Co ncentratio n Ammo nia Nitro gen Re moval by Natural and Mo dified Clinoptilolite s
J IANG Xia1 , ZHOU Xiao2ning1 ,2 , DING Ming2yu1 , J IN Xiang2can1 , LIU Kun2
我国典型湖泊 (如太湖 、巢湖和滇池) 都存在不 同程度的富营养现象 ,主要原因是环湖河流污染严 重[1] ,主要污染指标为 NH4 + 2N. NH4 + 2N 对水体环 境最为突出的影响是水体 (特别是封闭水体) 的富营 养化 ,表现为藻类的过量繁殖及继而引发的水质恶 化和湖泊生态环境的退化. 水体中的ρ(NH32N) 超 过0. 05 mgΠL就会对鱼类产生慢性毒性 ;而饮用水中 过量 NH4 + 2N 向 NO3 - 2N 转化过程中产生的 NO2 - 2N 超标会引起婴儿的高铁血红蛋白症. 因此 ,有效地
在一系列酸洗过的 100 mL 离心管中 ,加入 1 g 天然沸石或改性沸石干样和 50 mL 不同质量浓度 (0～250 mgΠL) 的氯化铵溶液 ,加塞后在 (25 ±1) ℃ 下恒温振荡 12 h 至吸附平衡后离心. 取上清液测定 ρ(NH4 + 2N) ,此时的ρ(NH4 + 2N) 为其平衡质量浓度. 选择温度为 (15 ±1) 和 (35 ±1) ℃的吸附氯化铵试 验 ,并计算不同温度下吸附 NH4 + 2N 的量及吸附热 力学 ;同时在 (25 ±1) ℃条件下研究不同 pH(5 ,7 和 9) 对天然沸石和改性沸石吸附氯化铵的影响. 1. 3 测试项目及方法
Abstract : Ammonia nitrogen removal from synthetic aqueous solutions by natural and different modified clinoptilolites was investigated. The results show that the dynamic curves of ammonia nitrogen adsorption by natural and modified clinoptilolites fit the character of“fast adsorption and slow equilibration”, and their adsorption rates become higher with the initial concentrations of ammonia nitrogen increasing. Ammonia nitrogen adsorption by the natural and modified clinoptilolites fit the single molecule adsorption process , and Langmuir equation could well describe the isotherm adsorption. The adsorption reaction is endothermic process ; therefore the adsorption capacity of clinoptilolite could increase when the temperature increased appropriately. The highest ammonia nitrogen adsorption efficiency was achieved by salt modified clinoptilolite because of the increase of surface area and cavity size , and salt modified method could also benefit the reuse of clinoptilolite. Key words : clinoptilolite ; modified ; adsorption ; removal ; ammonia nitrogen ; wastewater
1. Chinese Research Academy of Environment Sciences , Beijing 100012 , China 2. School of Chemistry and Chemical Engineering , Guangxi University , Nanning 530004 , China
第 21 卷 第 5 期
环 境 科 学 研 究 Research of Environmental Sciences
Vol. 21 ,No. 5 ,2008
天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究
姜 霞1 , 周小宁1 ,2 , 丁明玉1 , 金相灿1 , 刘 琨2
1. 中国环境科学研究院 ,北京 100012 2. 广西大学 化学化工学院 ,广西 南宁 530004
摘要 : 研究了天然斜发沸石在不同的酸 、碱和盐改性条件下吸附去除氨氮 (NH4 + 2N) 的效果. 结果表明 :沸石吸附 NH4 + 2N 动 力学曲线符合“快速吸附 、缓慢平衡”的特点 ,且初始ρ(NH4 + 2N) 越高 ,吸附速率越快 ;天然沸石及其改性沸石吸附 NH4 + 2N 为 单分子层吸附过程 ,其吸附热力学曲线很好地符合 Langmuir 曲线. 沸石吸附 NH4 + 2N 是吸热反应 ,适当提高温度能够促进 NH4 + 2N 的吸附. 盐改性方法对沸石吸附 NH4 + 2N 的效果最好 ,增加了沸石的比表面积和总孔容 ,同时有利于沸石的再生. 关键词 : 斜发沸石 ; 改性 ; 吸附 ; 去除 ; NH4 + 2N ; 废水 中图分类号 : X703 文献标志码 : A 文章编号 : 1001 - 6929 (2008) 05 - 0037 - 06