天然沸石吸附氨氮特性研究

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沸石粉吸氨量测定方法

沸石粉吸氨量测定方法沸石粉（Zeolite）是一种含碱金属和碱土金属的硅酸盐矿物质（含水多孔铝硅酸盐的总称），目前已发现的天然沸石有40种左右。

由于沸石具有独特的离子交换性、吸附性和催化性，因此广泛运用在环保领域、建筑材料工业、石油化工行业、轻工业、农牧业等行业。

在环保行业中，由于沸石对水中铵离子的选择吸附作用，常被用作吸附剂去除废水中的氨氮。

在养殖业中，沸石粉不仅可以作为饲料添加剂提高营养的利用率，补充微量元素，而且可以减少氨气排放，减少大气污染，净化水质。

然而，天然沸石种类甚多，品位不一，沸石含量变化很大，导致应用中的效果有很大差异。

关于沸石粉吸附氨氮能力的检测，《饲料级沸石粉》（GB/T21695—208）中有对沸石吸附氨氮的能力进行测定的方法，其主要步骤是把试样用氯化铵煮沸改型，经水洗涤后，再加氯化钾溶液，将交换的铵离子置换出来，然后加入甲醛，被置换出的铵离子和甲醛作用生成盐酸，用标准氢氧化钠溶液滴定，计算其吸氨量。

在实际操作中发现使用该方法进行检测时，由于沸石粉颗粒细，极易堵塞滤纸孔，导致过滤缓慢，使测试耗时很长，需要好几天才能完成实验。

我们了解到，有一些实验室为了迅速获得沸石粉的质量指标，将沸石粉置于饱和氨蒸气环境下吸氨1h，吸氨前后沸石粉质量之差为吸氨量的快速重量法。

重量法是测定固体对气体吸附量的一种重要方法，但是在测定过程中为了排除其他干扰，需要用到真空系统、冷阱、比较复杂的仪器装置，很难在一般的实验室实现。

快速重量法简化了实验条件，在一般实验室中也能进行，但是实验条件变化对实验结果的影响未见报道。

本文对快速重量法的条件进行了一系列研究，考察条件的变化对实验结果的影响，并分别用快速重量法和国标的吸氨量测定方法对三个样品进行吸氨量测试，以考察两种方法测定结果的差异。

1、材料与方法1.试验材料试样1由博罗生产。

试样2为信阳沸石粉厂生产的沸石粉（饲料级、兽药级）。

试样3购自围场天盛矿产。

改性沸石吸附处理氨氮废水试验研究

用。
沸石空间最基本的结构单位是硅氧四面体和铝氧四面体。我国已发现的沸石储量约在ｌ０Ｌ以上，资Ｏ４ｔ源丰富，利用沸石处理废水中的氨氮是一种有前景的
方法。本文采用高温焙烧、硫酸和Ｎａ１Ｃ改性沸石，将其制备成具有较强吸附能力的吸附剂，并研究经改性后的沸石在不同条件下对氨氮离子的吸附陛能。试验
表１天然沸石成分
度计、磁力搅拌器、水浴锅、ｐ２酸度计、烘箱Ｈ一５
等。
都存在除氨氮周期长、氨氮难以彻底去除等问题。因
此，经济而有效地控制氮污染已成为近年来亟待解决
的热点问题。
试剂：碘化钾、碘化汞０ ℃、ｐ值为７Ｈ、改性沸石加入量为３ｇＬ０／、吸附时间１０ｎ２ｍｉ条件下，改性沸石对氨氮的去除率可
达９％以上。５
【关键词】氨氮，沸石；吸附；废水【中图分类号】Ｘ７３１Ｐ７．７０．；５８９４【文献标识码】Ａ【文章编号】１０ — ３６２１）５０３００７９８（０２０ —０４ — ３
结果表明酸和Ｎａ１Ｃ改性后的沸石对氨氮具有吸附性能高、污泥产生量少等优点。
１材料及方法１１材料．
１３２酸改性．．
分别称取一定量沸石，向其中加入ｌｌＬｍｏ／的稀
硫酸中浸泡２ｈ４，然后过滤、洗至中性，于１３０￣０～１５Ｃ下烘干备用。１３３碱改性．．分别称取一定量沸石，向其中加入ｌｌＬ氧ｍｏ／氢

微波改性沸石后处理垃圾渗滤液中氨氮的实验研究

关键词
微波
改性沸石垃圾渗滤液氨氮
中图分类号：７５Ｔ８文献标识码：Ｘ０；Ｄ９５Ａ
ＲｅｅｒｈｏｅｔｅｔｆｓａｃｎＴｒａｍｎＡｍｏｉ－ｔｏｅｆｎｆｌａｈａｅｂｉｒｗａｅＭｏｉｅｏｉｅｏｎａＮｉｒｇｎｏＬａｄｌＬｅｃｔｙＭｃｏｖｄｆｄＺｅｌｉｉｔ
第３卷第２３期２１年３００月
非金属矿
ＮｏｎＭｅａ１ＣＭｉｓ．ｔｌｉｎｅ
、－３ＮＯ２ｂｌ．３
Ｍａｃｈ，２０１０ｒ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
微波改性沸石后处理垃圾渗滤液中氨氮的实验研究
商平刘涛利孔祥军
（天津科技大学海洋科学与工程学院，天津３０２）０２２
摘
要
采用微波技术和ＮＣ对天然沸石进行活化改性，了改性沸石对预处理后的垃圾渗滤液中氨氮的去除效果，ａ１研究结果表明：沸石最
佳的改性条件是微波功率６％，０微波改性时间５ｉＮａｌｍｎ，Ｃ溶液浓度８沸石粒径１０目；１０％，０在０ｍＬ水样的氨氮含量为３ｍｇ２／Ｌ的前提下，实验对垃圾渗滤液中氨氮去除在水样ｐＨ值为６改性沸石投加量为７，，ｇ吸附时间为２ｍｉ０ｎ时效果最佳，氨氮去除率可达９．％。２１１
ｓｚｆｅｌｔｓｌ０ｍｅｈＴｅｂｓｔｅｔｎｏｄｔｎｒｖｌｅｏａｄｌｌａｈｔｓ６ｔｅｄｓｇｆｏｉｅｅｌｅｉｇ，ｒａｍｅｔｉｓｉｅｏｚｏｉｅｉＯｓ．ｈｅｔｒａｍｅｔｃｎｉｉｓｗｅｅｐＨａｕｆｌｎｆｌｅｃａｅｉ，ｈｏａｅｏｍｄｆｄｚｏｉｓ７ｔｅｔｎｍｅｉｏｉｉｔｔ

沸石的作用是什么？

沸石的作用是什么？沸石对水质净化起到什么作用？【专家解答】吸氨值是沸石粉的一个重要的质量指标。

合格的沸石粉吸氨值一般都大于100mg当量/100g。

每亩每米水深使用沸石粉25-50公斤，可起到除去水中95%氨氮，净化水质增加溶氧的作用，同时提高水体总碱度，稳定水质。

天然沸石净化养鱼水体：对养鱼水体有净化、降解、缓冲作用。

是水体净化理想滤料。

净化后的水体水质良好，没有影响鱼类生长的污染指标。

作肥料缓释剂：天然沸石能够有效地控制肥料的缓释，可以在整个生长季节到几个生长季节慢慢地供给营养元素。

其作用和优点在于： 1、使被淋滤、固定和分解等造成的损失缩至很小；2、增加植物吸收肥料的效率；3、避免肥料直接接触植物或籽苗而烧伤植物或损伤籽苗；4、使肥料不挥发、不结块、除去氨味而不刺鼻，使用方便；5、可减少施肥数量，降低成本。

保氨改土：天然沸石具有良好的离子交换性和独特的多孔结构，能促进土壤的离子交换，提高土壤保持氮、钾和钙等养分的能力，对改良酸性土壤、盐碱土壤都有明显效果。

通过在沸石与有机营养质混合物中培养有用微生物的方法，可制备土壤改良剂。

因为沸石质轻、硬度不大、空间宽、对改良土壤效果较好。

施用沸石能够保持肥料不会损失或损失甚少。

因此能改善土壤和保持肥力，获得增产。

作禽畜饲料添加剂：添加天然沸石粉喂养禽畜，可使禽畜皮毛光亮，食欲良好（提高体重），还能降低舍内湿度和除臭。

对防治白痢、腹泻等等都能起到一定的作用。

天然沸石是一种新型材料，被广泛应用于工业、农业、国防等等部门，并且它的用途还在不断地开拓。

【沸石简介】改善水质沸石粉沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物。

目前已知的沸石有五十多种，应用于养殖业的天然沸石主要的是斜发沸石和丝光沸石。

它含有水产动物生长发育所需的全部常量元素和大部分微量元素。

这些元素都以离子状态存在，能被水产动物所利用。

此外沸石还具有独特的吸附性、催化性、离子交换性，离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。

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。

沸石法去除生活污水中氨氮的研究

ｍｇ／Ｌ的生活污水，沸石柱去除效率最低可达７７．４３，沸石微生物柱的去除效率最低可达８７．３２％．
关键词：沸石柱；沸石微生物柱；生活污水；氨氮中图分类号：Ｘ７０３．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７３ — ４６０２（２０１３）０２ — ００６６ — ０５
ｐＨｖａｌｕｅａｎｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎａｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄＴｈｅ
ｇｅｎｇｅｔｓｂｅｔｔｅｒ；ｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｔｉｍｅｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｚｅｏｌｉｔｅｏｆａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅ —
第３４卷第２期
Ｖｏ１．３４Ｎｏ．２２０１３
青岛理工大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
沸石法去除生活污水中氨氮的研究
ｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｅｃｏｍｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｚｅｏｌｉｔｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ；ｐＨｖａｌｕｅｏｆａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｉｓｂｉｇｇｅｒ，ａｎｄｐＨｉｎ８ｎｅａｒｂｙｒｅｍｏｖｉｎｇａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏ —

天然沸石处理低浓度含氨废水的实验研究

ＮＯｖ．２６００
２００６年１１月
天然沸石处理低浓度含氨废水的实验研究
熊小京，均磊，新红，任澜叶王汪
（门大学环境科学研究中心，ＪＩｌ福建厦门３６０）１０５
摘要：以开发经济型低浓度含氨废水的深度处理技术为目标，选用对氨氮有较强的选择性和吸附性的天然斜发沸石作为
证［．４袁俊生以Ｎａ１］Ｃ为再生剂回收洗脱液中氨时，发现Ｃ外对沸石吸附氨氮有影响［ａ．
（）Ｈ对氨氮吸附平衡浓度的影响３ｐ取２ｇ沸石置于已知氨氮浓度的水中，入加
ＮＯａＨ或ＨＣ溶液调整废水ｐ值，２０ｒｒｎ１Ｈ以０／ｉ，ａ２ ℃恒温振荡．５反应６ｈ时测定Ｎ＿浓度，Ｈ十Ｎ作影
文献标识码：Ａ
文章编号：４８４９２０）６８８４０３— ７的扩大和人类活动的加剧，含
料，过静态实验与连续通水实验，通系统的考察了不同氨氮浓度负荷，Ｈ值，水滤速及沸石的再生次数对ｐ通氨氮吸附特性的影响，索出适宜的吸附与再生操作探条件，天然沸石处理低浓度含氨废水技术的应用提为
存在着脱氨菌易受抑制、氨氮难以彻底去除等问题．而
供了参考依据．
混凝沉淀法也存在着药剂成本高，造成二次污染等易问题．因此，如何开发出既经济又有效的氨氮处理方法

我国沸石去除水中氨氮的现状研究

Ｏ．１１
３７．２
Ｏ１．８０３．４
８８．
２２．４１６．９
２１．６
２．３Ｏ１９．５
０９．６０８．７
Ｏ３．２
１８．７０５．３
量不同。下表为我国不同地区沸石的化学组成。李
了平衡负电荷，一般是由碱金属和碱土金属离子来
补偿，这些离子与晶格架构的联系较弱，交换后的
永飚等比较了山东、河南、浙江、河北四地的
沸石，沸石吸附氮量的大ＡＪ＂顷序：浙江（．３ｍ３５ｇＮ４一／）＞河北（．４ｍｇＮ４一／）＞河南Ｈ＋Ｎｇ３０Ｈ＋Ｎｇ
数沸石矿床阳离子交换容量不高，一般在０６— ．
２３ｍｑｇ范围内。但浙江缙云斜发沸石属我国少．ｅ／见的钠钙型或钠型斜发沸石，相比于其他产地的沸石其吸附氮量更高。全国不同地区沸石化学成分见
下表。
Ｋｅｗｏｄｙｒｓ：Ｚｏｉ；ａｅｌｅｍｍｏｉｉｏｅ；ｍｏｉｃｔｎｏｅｌｅｔｎａｎｔｇｎｒｄｆａｉｆｚｏｉｉｏｔ
随着社会经济的发展，大量含氨氮的城市生活污水和工业废水未经处理直接排入天然水体，导致氨氮浓度升高。高浓度的氨氮造成严重的生态环境后果，对饮用水供水带来不利影响。因此，如何高
晶格架构稳定，因此沸石具有可逆的离子交换性。沸石优先交换离子的顺序如下：

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天然斜发沸石对水中氨氮吸附影响因素研究摘要：本实验研究了天然沸石对氨氮的吸附影响因素及机理，结果表明，沸石投加量为2g，粒径由20目增加到100目时，其qe从0.341上升到0.512mg/g；沸石投加量1g，初始氨氮浓度10mg/L增大到100mg/L时，qe从0.112上升0.595mg/g；氨氮初始浓度为100mg/L,投加量为有1g增大到15g时，qe从0.595mg/g下降到0.268mg/g,；沸石吸附氨氮更适合用Langmuir吸附等温线和准二

级反应动力学进行描述，其R2分别为0.997和0.998。关键词：天然沸石；氨氮；吸附容量

Study on Influencing Factors by Natural Stellerite Adsorpting

Ammonium Dianbo-Xu China Railway Fifth Survey And Design Institute Group Co.,Ltd. Abstract: This study investigated the influencing factors and mechanism of natural zeolite adsorptin ammonia nitrogen.The results show that: zeolite dosage 2g and particle size increased from 20 mesh to 100 mesh, qe increased from 0.341 to 0.512mg / g; zeolitedosage 1g, initial ammonia concentration of 10 mg / L increased to 100mg / L, qe roses from 0.112 to 0.595mg / g; ammonia initial concentration is100 mg / L and the dosage from 1g increased to 15g,qe decreased from 0.595mg / g to 0.268mg / g; the zeolite adsorbed ammonia is more suitable to describe Langmuir adsorption isotherm and pseudo-second reaction kinetics, R2 is 0.997 and 0.998 respectively. Keywords:Natural Stellerite; Ammonium; Adsorption capacity

引言：近年来，随着城市化进程的加快，化工厂废水的过度排放，使得水体中的氮元素含量过多，导致水体富营养化现象日益严重，已经成为当今世界面临的全球性的重大环境问题[1]。因此寻找一种有效去除水中氨氮的方法平迫在眉睫，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[2]。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，对氨氮的去除有着较好的效果。因此本文研究沸石对氨氮的吸附机理及影响因素，为沸石在实际工程中的应用提供基础资料和理论指导。 1. 实验部分 1.1实验材料与预处理本实验所选用的天然斜发沸石购于巩义宝来水处理材料厂，颜色为黑褐色，其主要成分如表1所示表1 天然斜发沸石主要化学成分含量表成分名称 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO MnO NaO K2O 含量（%） 68.60 0.10 12.43 1.21 0.13 0.81 2.57 0.06 1.08 2. 83

将沸石用去离子水反复冲洗干净，煮沸30min以尽可能去除沸石空隙中杂质，过筛分出不同粒径的沸石，在105℃下烘干，放入干燥器中备用。 1.2 实验仪器、试剂与氨氮测定方法主要仪器：721分光光度计；THZ-82A气浴恒温振荡器；XYJ80-2电动离心机。主要试剂：酒石酸钾钠（AR）；碘化汞（AR）；碘化钾（AR）；氢氧化钠（AR）；氯化铵（AR）。氨氮测定方法：采用纳氏试剂光度法，《水和废水监测分析方法》（第四版）。 1.3试验方法 1.3.1 沸石对氨氮的吸附影响因素本实验通过改变沸石的粒径大小，氨氮溶液的初始浓度、沸石的投加量等因素来研究沸石对氨氮的吸附效果，水样为100ml，置于250ml具塞锥形瓶中，在25℃下恒温振荡16个小时，转速为200r/min。振荡结束后，用离心机在3500r/min下离心20min后取上清液测定氨氮含量。 1.3.2 吸附等温线取1g粒径为20～30目的沸石投加到100ml浓度分别为10、15、20、40、50、70、100mg/L的氨氮溶液中, 在25℃下恒温振荡16个小时，转速为200r/min。振荡结束后，用离心机在3500r/min下离心20min后取上清液测定氨氮含量。 1.3.3吸附动力学取1g沸石粒径为20～30目的沸石投加到100ml浓度为100mg/L的氨氮溶液中，在25℃、200r/min的条件下振荡，每隔一定时间取样测定水溶液中氨氮的含量。 2．结果与讨论 2.1沸石对氨氮的吸附影响因素 2.1.1不同粒径对氨氮的吸附研究称取2g粒径为10～20目、20～30目、40～60目和80～100目的沸石于100ml含量为100mg/L的氨氮溶液中进行振荡，实验结果如图1所示。

图1.不同粒径沸石对氨氮的吸附效果如图1所示，随着粒径目数的增大，沸石对氨氮的吸附效果也越好，沸石吸附容量由10～20目的0.341mg/g增加到80～100目的0.512mg/g。这是由于一定质量的沸石粒径越小其比表面积也就越大，使吸附接触面积增大[3]，从而增加了对氨氮的吸附能力。 2.1.2氨氮初始浓度对吸附效果的影响取1g粒径为20～30目沸石置于100ml浓度为10mg/L、15mg/L、20mg/L、40mg/L、50mg/L、70mg/L、100mg/L的氨氮溶液中振荡，结果如图2所示。

0204060801000.10.20.30.40.50.6吸附容量 (mg/g)

吸附容量 (mg/g)

氨氮初始浓度 (mg/L)

吸附容量

02468101214161820

去除率

图2不同氨氮初始浓度对吸附效果的影响如图2所示，随着初始氨氮浓度的增大，沸石对氨氮的吸附能力增强[4],其吸附容量也随之增大，初始氨氮浓度由10mg/L增大到100mg/L时，沸石的吸附容量也随之从0.112mg/g升上到0.595mg/L，而对氨氮的去除率呈下降趋势，由11.20%下降到5.94%。这是由于初始氨氮溶液的浓度越大，其固-液之间的电化学势梯度也就越高，从而促进对氨氮的吸附，但一定质量的沸石其有效吸附容量是有限的，对高浓度氨氮溶液的去除率也会相应减小 2.1.3不同沸石投加量对吸附效果的影响称取1g、2g、5g、10g、15g粒径为20～30目的沸石分别置于100ml浓度为100mg/L的氨氮溶液中振荡，结果如图3所示。

02468101214160.250.300.350.400.450.500.550.60

去除率（%）

吸附容量 (mg

沸石投加量 (g) 吸附容量

51015202530354045

去除率

图3不同沸石投加量对氨氮吸附效果的影响如图3所示，随着沸石投加量的增大，其吸附容量随之下降，当沸石投加量由1g增加到15g时，其吸附容量由0.595mg/g减小到0.286mg/g，而对氨氮的去除率呈上升趋势，由5.94%上升到42.97%。这是由于随着沸石投加量的增加，其对氨氮吸附的有效接触面积也大大增加，使得水中氨氮大幅度减少，但当氨氮浓度减小的一定程度时，沸石-氨氮吸附体系便会达到平衡状态，使得沸石无法继续吸附剩余氨氮离子，造成吸附容量减小。 2.2 吸附等温线水处理中常见的吸附等温线有两种, 一种是Langmuir 吸附等温线, , 另一种是Freundlich吸附等温线[5]。

其中Langmuir 吸附等温线标准形式为qe=bCebqCe1 （1），取倒数后进一步转化为

mq1ceb1qe1（2）；

Freundlich吸附等温线标准式为nreCeKq/1（3），两边同时取对数变为：lnqe=n1lnce+lnKf（4）. 用实验数据对公式（2）和（4）进行拟合，如图4、图5所示。

0.000.020.040.060.080.100.1212345678910

1/qe (g/mg)

1/ce (L/mg) 1.01.52.02.53.03.54.04.55.0-2.5-2.0-1.5

-1.0

-0.5

lnqe

lnce 图4 Langmuir吸附等温线图5 Freundlich吸附等温线

对图4和图5进行线性回归可求出qm、b 、Kf 、n 、R2等值，其结果见表2，由表2可知，沸石对氨氮的吸附均可由Langmuir、Freundlich进行描述，在Freundlich吸附等温线中，1/n小于1，表明氨氮吸附容易进行[6], Freundlich吸附等温线拟合相关程度R2为0.977，小于Langmuir的相关系数0.997，因此沸石对氨氮的吸附特性更适合用Langmuir吸附等温线描述。

表2吸附等温方程拟合值 Langmuir拟合方程 qm(mg/g) b（L/g) R2

1/qe=69.89/ce+0.937 1.067 0.014 0.997 Freundlich拟合方程 Kf n R2

lnqe=0.637lnce-3.395 0.034 1.570 0.977