沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究

合集下载

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

改性沸石处理含氨氮废水

第26卷第1期2006年1月桂林工学院学报Journal of Guilin University of Technol ogy2006年1月Jan12006文章编号:1006-544X(2006)01-0028-05改性沸石处理含氨氮废水魏彩春1,张学洪1,张　兵2,王洪涛1(11桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林　541004;21哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨　150090)摘　要:研究了改性沸石对小区污水中氨氮的吸附效果及影响吸附的主要因素,以及吸附饱和沸石的铵解吸效果.实验结果表明:影响改性沸石除铵的主要因素是改性沸石层的装填高度、改性沸石粒径大小、原水水质、流速等.实验所得数据符合Lang muir吸附模式;在pH为5～8和吸附时间2h时,沸石对NH+4的吸附量可达12192mg/g.沸石对NH+4具有很高的选择性和离子交换能力,能够用于处理生活小区高浓度氨氮污水.高浓度的NaHCO3溶液对铵吸附饱和改性沸石具有很好的解吸作用,在10个床层内可以使25%的吸咐态NH+4解吸.关键词:废水处理;氨氮;改性沸石;解吸中图分类号:X703 文献标识码:ANH32N是高耗氧性物质,每毫克NH32N氧化成硝酸盐要消耗4157mg的溶解氧[1],较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭.作为一种无机营养物质,NH32N 还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因,对鱼类及某些水生生物有毒害.桂林某旅游景区的污水处理系统原设计水量为180m3/d,投入使用后,由于实际服务人口增加,导致水量增加.该污水处理工艺未设污泥处理系统,长期以来,沉淀池的污泥通过排入化粪池达到减量目的.以上原因导致该工艺在运行三年后出水氨氮严重超标,污染周围水体,急需脱除水中的氨氮.对于氨氮废水的处理,用常规的生物化学方法去除氨氮效率低、周期长、成本高[2];用活性炭吸附、磷酸铵镁沉淀等物理化学方法也因其工艺本身的缺陷、成本高等原因而无法广泛应用.因此,寻求高效、切实可行的去除氨氮的方法十分必要.近年来,国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究[3-5].沸石是一种廉价的无机非金属矿物,利用它去除水中的氨氮具有效率高、工艺简单、易再生[6,7]、处理成本低等特点.沸石在水处理中的应用已得到广泛关注[8,9].1实验部分111材料沸石:采用α改性沸石,其红外光谱见图1.根据其粒径大小分为粗(016～110mm)、中(0125～016 mm)、细(0118～0125mm)3种.其化学成分及其含量(wB)为Si O267199%,Ti O20123%,A l2O313125%, Fe2O30167%,Mn O0116%,Ca O2192%,Mg O0189%, K2O1127%,Na2O2165%,P2O501013%.含氨氮废水:取自某旅游景区的高浓度氨氮废水,其水质为ρ(CODCr)=200～250mg/L,ρ(NH32 N)=140～150mg/L,pH=615～715.112试剂与仪器主要试剂:碘化钾、氯化汞、四水合酒石酸钾钠、氯化钠、氯化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、硫酸等,均为市售分析纯级化学品.主要仪器:SC556实验搅拌器,湖北省潜江市　收稿日期:2005-03-25　基金项目:国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2003AA601060-02-03);广西科技攻关项目(桂科攻0428008-4N);广西科学基金资助项目(桂科基0575103)　作者简介:魏彩春(1978-),女,硕士,环境工程专业.图1　α改性沸石红外光谱图Fig11　I nfrared s pectr ogram ofα2modified zeolite仪器厂;B700-100M蠕动泵,保定兰格恒流泵有限公司;V I S-7220型分光光度计,北京瑞利分析仪器公司.113实验方法11311　氨氮的分析方法　采用纳氏试剂比色法(G B7479-87)测定.11312　实验方法　静态实验:采用静态搅拌吸附实验法.由改性沸石和某旅游小区污水构成固液两相系统,设定搅拌器的转速,改变起始氨氮质量浓度、pH值、改性沸石的粒径、改性沸石的投加量,进行静态吸附反应,然后测溶液中的剩余氨氮浓度.动态实验:在内直径为19mm的有机玻璃柱中,装入一定高度的改性沸石,使试水以某一滤速持续通过沸石柱,连续测定出水氨氮浓度,观察沸石的除氨效果.2　结果与讨论211静态实验21111　改性沸石粒径和反应时间对氨氮去除效果的影响　称取粗沸石、中沸石和细沸石各20g置于盛有300mL实验废水的烧杯中,废水氨氮浓度为145146mg/L.进行搅拌吸附实验,分别在015、1、115、2、215h取样,测氨氮值.从测定结果(图2)可以看出,各组改性沸石对NH+4的吸附量均随反应时间延长而增加,但在同一时间段小粒径改性沸石要比大粒径改性沸石的吸附效果好,反应时间为2h时,粗、中、细改性沸石对氨氮的去除率分别为86125%、89100%、90125%.改性沸石粒径对除氨氮效果有一定的影响,这是由于在相同的实验条件下,改性沸石粒径越小,其表面积相对越大,水中NH+4与其接触的几率越大,反应出来的交换速率越大.而粒径大的沸石在吸附NH+4过程中易在沸石的外表面达到动态吸附平衡,和空隙内的动态离子交换平衡,因此表现出粒径大的沸石对氨氮的吸附量偏低.图2　粒径对改性沸石吸附氨氮效果的影响Fig12　Effect of modified zeolite particle sizeon the adsorp tion of ammonia nitrogen尽管粒径小的沸石吸附量相对较大,但由于其堆积密度大,导致水流通过时产生的水头损失大,为方便后续实验的进行,在以下的实验中采用粗沸石作为实验材料.21112　投加量对改性沸石脱铵效果的影响　称取粗沸石1、2、3、4、5g,置于盛有300mL、氨氮浓度为145146mg/L小区污水的烧杯中,进行搅拌吸附实验,2h后测水中的氨氮值.从图3可以看出,沸石投加量在1～3g时,沸石的去除率与沸石投加量呈正相关关系,即氨氮的去除率随沸石投加量的增加而增长.沸石投加量达到3g后,氨氮去除率逐渐趋于平缓.实验结果表明,只需4g此改性沸石就可使300mL的小区污水的氨氮达标排放.21113　原水氨氮浓度对改性沸石脱氨效果的影响图3　改性沸石投加量与氨氮去除率的关系Fig13　Relati onship bet w een modified zeolite doseand removal rate of ammonia nitrogen92第1期魏彩春等:改性沸石处理含氨氮废水取1g 粗沸石放入6个盛有200mL 、氨氮浓度分别为11112、21131、30189、42156、51142、62116mg/L 的稀释废水的烧杯中,在常温下进行搅拌吸附实验.固定转速为100r/m in,搅拌2h 后测定水样中剩余氨氮的浓度分别为0110、0121、3123、12186、24147、29187mg/L ,结果如图4所示.图4　原水氨氮含量与铵吸附量和去除率的关系Fig 14　Relati onshi p bet w een ammonia nitrogen content in rawwater and ammonium ads or p tion or removal rate1g 改性沸石对氨氮的吸附量可达到12192mg .沸石对氨氮的吸附量随原水中氨氮含量的增加而增加.实验所得数据经Lang muir 和Freundlich 等温线拟合,Lang muir 吸附平衡模式对改性沸石吸附氨氮过程的拟合(R 2=019997)要优于Fre 2undlich 吸附平衡模式对改性沸石吸附氨氮过程的拟合(R 2=018119).21114　原水pH 值对改性沸石脱氨效果的影响　取7份1g 粗沸石,在常温下进行2h 的搅拌实验.原水的体积为100mL,氨氮浓度为75127mg/L.调整溶液的pH 值分别为3198、5103、6104、7106、7195、8195、9196.静沉后测水中剩余氨氮浓度.实验结果(图5)表明,当原水pH 值在5103～7195时,沸石的吸附量与氨氮的去除率变化不大,吸附量保持在3154～3167mg/L ,去除率保持在47100%～48181%.pH =7106时,沸石的吸附量与氨氮的去除率达到最大值.当原水pH 值在5103～7195的范围之外时,沸石的吸附量与氨氮的去除率急剧下降;这是由于在pH 值较低时,H +的浓度较高,NH +4必须在沸石交换位置上与H +产生竞争交换,故沸石对NH +4的去除率较低.当水的pH 值接近7时,H +的影响较小,主要表现为沸石对NH +4的交换吸附,因而沸石对NH +4的吸附率达到最高.当pH 值继续升高,水中OH -增多,NH +4易与OH -结合,形成游离态的NH 3.NH 3不带电,不易与沸石中的Na +发生离子交换,主要依靠沸石的表面吸附作用,故沸石对NH +4的去除率降低,而且当pH 值达到碱性范围后,NH +4与OH -结合形成氨气,溶液中NH +4浓度逐渐变小,从而使水体中NH +4浓度降低.图5　改性沸石铵吸附量随pH 值变化的曲线Fig 15　Change of adsorp tion capacity of ammonia nitr ogen by modified zeolite with increasing pH212　动态吸附实验21211　柱高对改性沸石去除氨氮的影响　在4支内径为19mm 的有机玻璃柱中,装入高度分别为20、40、60、80c m 的粗沸石,控制流速为1412c m /m in,观察沸石的除铵效果,去除率降至70%时,停止运行.从运行结果(图6)可以看出,在其他条件相同时,沸石柱的高度对氨氮去除率有很大的影响.随着滤柱高度的增加,沸石柱运行时间也增加,两者呈正线性相关.当沸石柱较高时,下层的沸石先与污水接触,进行离子交换吸附,经交换吸附后,水中的氨氮浓度下降并从下层移到上层,继续进行交换吸附,上层沸石起保护层的作用.当沸石柱较短时,铵离子在沸石柱中还未充分交换,就已流出柱床.所以,沸石层要有一定的高度才能保证氨氮的去除率.图6　改性沸石层高度对氨氮去除效果的影响Fig 16　Effect of the zeolite layer height on the ammonianitrogen removal efficiency03桂　林　工　学　院　学　报 2006年21212　流速对改性沸石除氨氮效果的影响　在3支内径为19mm 的有机玻璃柱中,装入高度均为60c m 的粗改性沸石,流速分别控制在1412、813、313c m /m in,观察沸石的除铵效果,去除率降至70%时,绘时间-去除率曲线图.从图7可以看出,在其他运行条件相同的情况下,降低滤速可以提高沸石柱的运行时间,即沸石一次吸附时间可以延长,但滤速太低,所需设备庞大、产水量小、不经济;提高滤速则可提高产水量,减小设备体积,但会导致沸石的一次吸附时间缩短,需频繁更换沸石或对沸石解吸或再生.因此,在实际运行工艺中要根据具体情况选择经济流速.图7　流速对改性沸石除氨氮效果的影响Fig 17　Effect of flow vel ocity on the removal efficiencyof ammonia nitr ogen by modified zeolite21213　改性沸石解吸实验　分别在3只相同的有机玻璃柱内装入171g α改性沸石,用饱和的NH 4Cl 溶液以一定的流速通过沸石柱,经过充足的时间反应后,认为沸石柱内的改性沸石为铵饱和沸石,铵吸附量为0.用去离子水将沸石柱反复冲洗,再以3133c m /m in 的流速将Na +浓度分别为2000,4000,10000mg/L 的NaHC O 3溶液用蠕动泵以上向流方式注入沸石吸附柱中,连续记录出水氨氮值.由图8可以看出,铵解吸量与解吸液的浓度有关,解吸液浓度越高,解吸量越大.经过10个床层的解吸时,NaHCO 3解吸溶液浓度为10000mg/L 的饱和沸石柱的铵解吸量达到25%,而解吸液浓度为4000、2000mg /L 时,其解吸量仅为15%和9%.这种现象可以解释为浓度高的解吸液在沸石周围形成的浓度梯度大,解吸完沸石表面吸附的铵离子后,可以依靠浓度梯度的推动继续解吸沸石孔隙中的NH +4.浓度越大,推动力就越大,就可以解吸越深的沸石孔隙中的NH +4,从而解吸量就越大.图8　铵饱和改性沸石的铵解吸曲线Fig 18　Des or p ti on curve of modified zeolitesaturated by ammonium3结　论(1)α改性沸石对污水中的NH +4处理效果较好,利用该改性沸石处理含高浓度氨氮的小区污水具有良好的效果.(2)α改性沸石对铵的吸附效果与沸石粒径、沸石用量、原水氨氮浓度及原水pH 值有关.在pH 值为5～8、吸附时间为2h,粒径为016～1mm 的粗改性沸石对NH +4的吸附量可达12192mg/g,对铵离子具有很高的选择性和离子交换能力.(3)通过α改性沸石对铵的吸附等温线的拟合,改性沸石拟合Lang muir 吸附模式的效果良好(R 2=019997),而拟合Freundlich 吸附模式的效果却较差(R 2=018119),可见改性沸石对铵的吸附符合Lang muir 吸附等温模式.(4)用10000mg /L 的NaHCO 3溶液解吸铵饱和沸石的速率很快,在10个床层内可以使25%的吸咐态NH +4解吸.NH +4饱和沸石的铵解吸与解吸液的浓度有关,高浓度解吸液的解吸速率明显高于低浓度的解吸液.参考文献:[1]岳舜琳.给水中的氨氮问题[J ].净水技术,2001,20(2):12-14.[2]郑兴灿.污水除磷脱氮技术[M ].北京:中国建筑工业出版社,1998.[3]Piirtola L,Hult man B,Lowen M.Effects of detergent zeo 2lite in a nitrogen removal activated sludge p rocess [J ].W ater Science and Technology,1998,38(2):41-48.[4]Lahav O,Green M.Ammonium removal using i on exchangeand bi ological regeneration [J ].W ater Research,1998,32(7):2019-2028.13第1期魏彩春等:改性沸石处理含氨氮废水[5]Z or pas A,Constantinides T,V lyssides A G et al.Heavymetal up take by natural zeolite and metals partitioning in sew2 age sludge compost[J].B i ores ource Technol ogy,2000, 72:113-119.[6]温东辉,唐孝炎.天然斜发沸石对溶液中NH+4的物化作用机理[J].中国环境科学,2003,23(5):509-514.[7]张曦,吴为中.氨氮在天然沸石上的吸附及解吸[J].环境化学,2003,22(2):166-171.[8]金瑞奔,杨如增,赵建夫.沸石在水环境治理中的应用现状与前景[J].上海地质,2004,(1):13-15.[9]葛学贵,太玉明,李大好,等.沸石在环境治理工程中的应用[J].环境科学与技术,2001,6:21-24.Rem ov i n g amm on i a n itrogen fro m sewageby m od i f i ed zeoliteW E I Cai2chun1,ZHANG Xue2hong1,ZHANG B ing2,WANG Hong2tao1(11D epart m en t of R esources and Environm enta l Engineering,Guilin U niversity of Technology, Guilin541004,China;21School of M unicipa l and Environm enta l Eng ineering,Harbin Institute of Technology,Harbin150090,China)Abstract:The ads or p ti on of NH+4in domestic se wage by modified zeolite is studied,including the main influ2 ence fact ors,ads or p ti on efficiency of NH+4by zeolite and des or p ti on efficiency.The experi m ents show that the layer height,the particle size of zeolite,the quality of the ra w se wage and the fl ow vel ocity are the main influ2 ence fact ors.The ads or p ti on of NH+4can well fit t o Lang muir ads or p ti on is other m.Under the conditi on of pH5～8and ads or p ti on ti m e of2h,the ads or p ti on capacity of NH+4by zeolite is12192mg/g.Zeolite has good se2 lectivity and high i on2exchange ability t o the NH+4,thus it can be used in domestic se wage treat m ent.I n addi2 ti on,the high concentrati on of NaHCO3is useful f or the des or p ti on of modified zeolite saturated by NH+4.25% of the ads orbed NH+4can be des orbed in10beds.Key words:se wage treat m ent;a mmonia nitr ogen;modified zeolite;des or p ti on23桂　林　工　学　院　学　报 2006年。

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 —

盐热改性沸石去除氨氮的性能研究_江乐勇

石，其脱氮能力提高了 37.12%。
2.2 盐热改性沸石吸附机理初探
2.2.1 吸附等温线
分别配制质量浓度 10、20、40、80、100、160、
200、240 mg·L-1 的氨氮，在 25 ℃下加入盐热改性沸
石进行 24 h 吸附试验，保证吸附达平衡，测定出水
中的氨氮含量，依据 Langmuir 和 Freundlich 吸附等
置后，用 0.45 μm 滤膜抽滤，最后取上清液测定氨氮
含量。水样中氨氮含量的测定采用纳氏试剂分光光
度法测定[5]。
1.3 评价指标
氨氮吸附容量（q）按式（1）计算：
q= ρ0-ρ1 M
（1）
式中，ρ1为吸附平衡氨氮质量浓度；ρ0为初始氨
氮质量浓度；M 为吸附剂投加量。
氨氮去除率（r）可按式（2）计算：
由图 2 可知，盐热改性后沸石的氨氮去除能力较原样有所提高，且改善的幅度较大。在试验所选取的温度范围内，曲线的总体趋势是先升高后降低，温度从 200 ℃升高到 500 ℃时；去除率随着温度的上
/% RRRRRR/mg g
江乐勇等，盐热改性沸石去除氨氮的性能研究
92 90 88 86 84 82 80 78 76
改性沸石的吸附氨氮含量趋于稳定，达 2.70 mg·g-1。
当吸附进行到 2 h 时，吸附基本达到平衡。
分别采用了幂函数和叶洛维奇吸附动力学方程
温线模型对吸附试验数据进行评价分析。
Langmuir 吸附等温线：
1/q=0.456 4/ρ+0.104 3；R2=0.972 0
（3）
Freundlich 吸附等温线：
lgq=0.444 7lgρ+0.260 6；R2=0.994 8

沸石去除水中氨氮的作用机理

沸石去除水中氨氮的作用机理沸石是由碱金属或碱土金属组成的含水网状铝硅酸盐物质，具有架状结构在其晶体内部分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔，通常情况下该空腔为水分子及金属阳离子所占据其化学通式为：MxDy[AL（X+2y）si(x+2y)O2]·mH2O，分子中的阳离子（SI,AL）和O一起构成四面体格架，称为结构阴离子。

在这种结构阴离子中，中心是Si(或AL)原子，每个Si(或AL)原子的周围有4个O原子，各个sI/O四面体通过处于四面体顶点的O原子互相连接起来，形成许多宽阔的孔穴和空道，使得沸石具有很大的比表面(通常为400-800㎡/g)。

通常情况下沸石空腔中的水分子、金属阳离子与沸石骨架离子的联系是松弛而微弱的。

这些水分子及阳离子可以自由地移动和出入孔道而不影响其骨架构造沸石这种格架结构决定了它具有较高的交换吸附性能。

沸石具有较大的比表面积孔穴和孔道结构的存在使得沸石可以吸附大量的分子或离子。

2沸石对氨氮去除机理沸石对氨氮的去除以物理吸附作用与离子交换作用为主，其,吸附作用具有“快速吸附缓慢平衡”的特点。

2.1吸附作用在沸石的组成结构中，sio4和alo4以共角顶的形式联成硅铝氧格架四在格架中形成了许多宽阔的孔穴和孔道(占晶体总体积的50%以上)，使得天然沸石具有比表面积大（通常在440-1030㎡/g）,天然沸石往往孔径均匀因而可以产生“超孔效应”，在沸石表面所具有的强大色散力作用下，沸石孔穴中分布的阳离子和部分架氧所具有的负电荷相互平衡，使得沸石又具有较强的色散力和静电力作用加之沸石所特有的分子结构而形成的较大静电引力使沸石具有相当大的引力场，由以上四种因素的综合作用使得沸石具有很强的吸附性与其他吸附剂相比，沸石具有吸附量大、高选择性和高效吸附等特点。

2.2离子交换作用离子交换是指沸石晶体内部阳离子与废水中NH4+进行交换的化学过程：在硅铝氧四面体基本单元中部分氧原子的价键未得到中和，使整个四面体基本单元带有部分的负电荷，为达到电性中和，该四面体基本单元中缺少的正电荷会由附近带正电的碱土金属离子阳离子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+）来补偿；废水中的Nh4+直径小于沸石的孔穴通道直径，通过沸石的吸附作用容易进入孔穴到达沸石表面，并与沸石晶格中碱土金属离子阳离子发生交换并将其置换下来，而且离子交换后的沸石并不发生结构变化，这使沸石具有离子交换特性。

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]。

改性天然沸石的制备及对氨氮的吸附

污染日益严重的今天，氮的去除显得尤为重要．氨
道，提高沸石的比表面积，也可提高对氨氮的吸附量；Ｒｂｒ而ｏｅｔｏ等在比较沸石上离子交换选择性
的大小后得出：＞Ｎ；＞Ｎ．研究应用ＮＣＫｕａ本ａ１
７
公司）Ｎ－－００；ＰＢ４－０型超声波清洗设备（３广州市新栋力超声电子设备有限公司）富华ＴＺ８；Ｈ．２型恒温振荡器（坛市富华仪器有限公司）Ｆ／Ａ系列上金；ＡＪ
皿电子天平（海精科仪器有限公司）Ｓ５１上；Ｘ－ —２２
关键词：沸石；面改性；表氨氮；吸附；离子交换
中图分类号：Ｑ２Ｔ０８
文献标识码：Ａ
氨氮是水中常见的污染物之一，仅来源于各不
低廉性能优良的吸附材料．近年来，ｉｔ等发现Ｍｎｏａ
类动物的粪便，而且来源于肥料、炼焦、合成氨、染料、制药、炼油和石油产品等工业产生的废水．当水
维普资讯
华南理工大学学报（自然科学版）
第３５卷第４期２００７年４月
ＪｕｎｌｏｕｈＣｈｎｉｅｓｔｆＴｅｈｎｌｇｏｒａｆＳｏｔｉａＵｎｖｒｉｙｏｃｏｏｙ
吸氨沸石．三种沸石均粉碎、过筛，颗粒大小保证在
２４目之间．Ｏ～Ｏ
ＰＳ－Ａ型ｐＨＪ４Ｈ计（上海亿测电子设备有限公司）７１Ｇ分光光度计（；．Ｗ５惠普上海分析仪器有限

改性沸石吸附柱去除和回收脱磷尿液废水中氨氮试验研究

ＲｅｍｏｖａｌａｎｄＲｅｃｏｖｅｒｙｏｆＡｍｍｏｎｉｕｍＮｉｔｒｏｇｅｎｆｒｏｍＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓ－ｒｅｍｏｖｅｄＨｕｍａｎＵｒｉｎｅｂｙＭｏｄｉｉｆｅｄＺｅｏｌｉｔｅ
ｕｉｒｎｅ．Ｉｔｓｄｉｒｅｃｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｏｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｕｌｄｌｅａｄｔｏｗａｔｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｗａｓｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｓｏｕｒｃｅ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ａｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
温国期，胡正义，刘小宁，孟宪超，朱春游
（中国科学院大学资源与环境学院，北京１０００４９）
摘
要：经鸟粪石沉淀法回收尿液中磷后的废水中仍含有高浓度的氨氮，若直接排放，不仅会造成水体污染，也导致氮资源浪费。
本文在５％ＨＣ１浸提，４００ｏＣ焙烧，结合微波处理改性沸石以提高氨氮吸附能力的基础上，研究了改性沸石吸附柱高度（日）、吸附柱串联数量（ Ⅳ）以及水力停留时间（）对脱磷尿液废水中氨氮去除效果的影响，评价了ＨＣ１溶液、ＮａＣ１溶液及其组合对吸附氨氮饱和
２０１３，３２（１２）：２４８８ — ２４９４Hale Waihona Puke 农业环境

改性沸石粉去除污水中低浓度氨氮的研究

文献标识码：Ａ
文章编号：１００９— ０３１２（２０１４）０１ —００７８— ０４
城市污水以及部分工业废水中存在含氮污染物，排放水体可能会导致水体的富营养化，即使经过处理的污水，其ＴＮ含量一般仍然会达到１５ｍｇ／Ｌ以上，远高于导致水体富营养化的氮含量水平 ¨ 』。所以，如何对一般污水处理工艺的出水中低浓度含氮污染物进行处理，降低水环境污染压力成为了近期水
达９８．８５％，吸附氨氮的效果最好。综合比较在各自最优工艺条件下，最佳改性后的改性沸石粉是天然沸石粉
吸附氨氮的１．８ｌ倍。
关键词：沸石粉；氨氮；改性；污水
中图分类号：ＴＸ７０３．１
５）氨氮采用《水和废水监测分析方法》中纳氏试剂光度法（国家环境保护总局编）。
收稿日期：２０１３— ０６—１７
基金项目：国家 “ 十二五”水专项子课题：东深供水工程水质改善技术集成与综合示范（２０１２ＺＸ０７２０６— ００４）。通讯作者：梁志辉（１９８４一），男，广东东莞人，硕十，主要从事水污染控制工程研究。
刘健梁志辉
２．东莞理工学院
赖嘉明
（１．黑龙江中盟集团龙新化工有限公司，黑龙江安达，１５１４０１；化学与环境工程学院，广东东莞，５２３８０８）

投加沸石粉处理原水中氨氮技术研究的开题报告

投加沸石粉处理原水中氨氮技术研究的开题报告一、研究背景随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题逐渐加剧，原水中的氨氮污染成为一大难题，对环境和人类健康产生了严重的影响。

氨氮是一种常见的水体污染物之一，一旦超出环境标准，会引起水体富营养化、藻类水华、异味等问题，甚至危及水生态系统的平衡。

因此，如何有效地去除水中的氨氮，成为了水处理领域的一个热门话题。

沸石粉是一种天然无机吸附剂，具有高吸附量、强吸附能力、低成本等优点，近年来被广泛应用于水处理领域。

投加沸石粉处理原水中的氨氮，可以将其快速吸附，降低水体中氨氮的浓度，达到水质净化的目的。

因此，本文将围绕投加沸石粉处理原水中氨氮的技术研究展开，探讨如何在现有技术基础上进一步提升沸石粉的氨氮去除效果以及其应用前景，为水污染治理提供参考依据。

二、研究内容（1）沸石粉的特点及应用现状本部分主要介绍沸石粉的物化性质、吸附机制、制备方法及其在水处理领域的应用现状。

通过对沸石粉的研究，为后续研究打下基础。

（2）影响沸石粉去除水中氨氮的因素分析本部分主要分析影响沸石粉去除水中氨氮的因素，包括沸石粉颗粒大小、沸石质量、反应时间、温度等，为后续实验提供理论基础。

（3）实验设计和方法本部分主要介绍实验设计和方法，包括实验过程、样品采集、分析方法和数据处理方法等。

（4）实验结果及分析本部分主要分析实验结果，评估沸石粉去除水中氨氮的效果，并与其他氨氮处理技术进行比较，分析沸石粉的优劣势。

（5）应用前景本部分主要探讨沸石粉处理水中氨氮的应用前景，包括优化沸石粉的制备方法、应用于不同类型的水体中、以及与其他水处理技术的结合等。

三、研究意义本研究可以为沸石粉处理原水中氨氮提供参考依据，探索沸石粉的优化应用和进一步开发。

同时，研究结果将对提高水处理效率，保护水生态环境、促进水清洁生产等方面产生积极影响，具有一定的社会价值和经济效益。

四、研究方法本研究采用实验法和理论分析相结合的方法，通过对沸石粉的特性研究，分析其吸附机理和影响因素，并根据实验结果对沸石粉的应用前景进行探讨。

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)。

沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究
随着水环境污染的日益严重，水质的改善已成为迫切的社会问题。

氨氮是最常见的非颗粒态污染物之一，它会伤害人类健康，破坏水体生态系统，从而影响生产和生活环境。

因此，去除水中氨氮变得十分重要。

很多研究表明，沸石是一种有效的去除水中氨氮的方法。

沸石具有优良的吸附性能，能够吸附氨氮，从而改善水质。

然而，沸石本身具有较弱的强度和耐久性，这限制了它的使用。

为了使沸石更适应水质改善的应用，一种改性技术被提出和研究，即将沸石的外表覆盖一层改性剂，以改善沸石的强度和耐久性。

近年来，沸石改性技术受到关注，被用于改善水质，特别是去除水中氨氮。

然而，沸石改性及其去除水中氨氮的研究尚未完全了解和完善。

因此，本研究旨在通过实验研究，深入探讨沸石改性技术对去除水中氨氮的作用及其原理。

首先，将沸石与多种改性剂结合，进行改性处理，以改善沸石的强度和耐久性。

其次，通过采样、样品处理、氨氮定量测定等方法，对改性沸石的吸附性能进行测试，探究其沸石改性对去除水中氨氮的作用。

结果表明，改性沸石具有良好的吸附性能，能够显著降低氨氮含量，从而改善水质。

此外，通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法研究了改性沸石的结构及其去除氨氮的机理。

结果表明，与未改性的沸石相比，改性沸石的表面更加粗糙疏松，比表面积更大，具有更好的吸附性能。

改
性沸石的孔径表面能改变氨氮的构型，增加氨氮分子的活性位，从而有效去除水中氨氮。

综上所述，本研究表明沸石改性技术是一种有效去除水中氨氮的方法。

改性沸石具有优良的强度和耐久性，同时拥有良好的吸附性能。

此外，本研究还探讨了改性沸石去除氨氮的机理，为进一步研究和开发改性沸石技术提供了重要参考。