天然沸石处理氨氮废水的吸附性能及再生研究
天然沸石处理氧氧废水的吸附性能 及再生研究 崔天顺周文剑李云亭 （广西师范大学环境与资源学院广西环境工程与评价重点实验室 广西桂林 ５４１００４） 摘要对广西红辉沸石采用单因素轮换法研究沸石粒度、投加量及振荡时间等对氨氮吸附的影响。比较不同温度及加热 时间对氨氮解吸的效果．探讨天然沸石吸附氨氮以及再生的规律。结果显示：天然沸石对氨氮的吸附量和去除率随着沸石粒 度的减小而增大．随着沸石投加量和吸附时间的增加，呈现出先增大后趋于平缓的变化规律；解吸再生实验所得较佳条件为： 再生温度为１３０℃．再生时间为１．５ｈ，在此条件下再生所得沸石对氨氮的吸附量和去除率会随再生次数的增加而逐渐减小。 关键词 天然沸石 氨氮 吸附 解吸再生 中图分类号：×７０３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９０６４（２０１１１０１—００１２—０２ 由于工农业的发展、人Ｉ５１的剧增及城市化．大量含氨氮 的生活污水和工业废水被排入天然水体 氨氮是水体中的重 要耗氧污染物．水体中的氨氮污染主要来自于人和动物的排 泄物，农用化肥的流失，化工、冶金、煤气、炼焦、化肥、靴革、 垃圾填埋等工业废水。 目前在我国．氨氮废水处理还是一个难题．因此对其治 理技术的研究具有重大的实际意义 氨氮对自然环境和人体 有很大的危害．特别是在给水系统中．过高的氨氮浓度会使 消毒剂的耗量增大．如水源中氨氮浓度过高．将导致自来水 中加氯量增加．从而使自来水中有机氯量随之相应增加．对 人体健康产生不利影响 沸石具有很大的比表面积．并且具有连通性很好的微细 通道及较好的吸附性能，且我国天然沸石矿产丰富、价格低 廉，溶出物和有毒元素含量均很低… 文献表明．沸石对水中 的氨氮有较好的净化作用＿２＿。红辉沸石矿石的高纯度、高品 位、高白度以及红辉沸石本身的晶体结构特征．因而对于其 吸附效果具有更高的期待可能＿３ｊ 本文旨在通过实验室内一些条件的模拟．研究沸石粒 度、投加量及振荡时间等操作条件对红辉沸石去除氨氮效果 的影响．摸索出红辉沸石对水中氨氮的较好的吸附条件以及 再生条件．并初步探讨了其吸附机理．为沸石去除氨氮的可 行性和实用性提供依据。 １ 实验 １．１ 实验材料 选取广西资源县产红辉沸石为实验材料 实验前沸石原 矿经实验室手工粉碎后，用筛子筛分成６个级别（６０目、８Ｏ 目、１００目、１２０目、２００目、３２５目），洗净、烘干后分别装于样 袋中备用。试验水样为模拟配制用水．实验用水均为超纯水． 试验药品均为分析纯 １．２实验方法 本文的实验为了进一步深入研究做准备．须保证数据在 进一步实验中的参考价值，所以寻求数据最大程度上的独 立．因此．无论是吸附平衡实验还是解析再生实验均采用单 因素轮换法．而不是更为科学的正交实验法。 （１）吸附平衡实验。准确称取一定量沸石和５ＯｒａＬ模拟 废水若干分．分别放入一系列２５ＯｒａＬ的锥形瓶中．密封，不 同的试验条件下。在振荡器上振荡．振荡一定时间后使用离 心机对溶液进行离心 取上清液．用纳氏试剂分光光度法测 定水样的吸光度．由标准曲线计算出溶液中氨氮的浓度［¨］。 （２）解析再生实验。采用单因素轮换法，通过单独改变对 沸石加热的温度以及加热时间等条件而使沸石进行解析再 生的方法．然后利用再生的沸石对氨氮废水再次进行吸附平 衡实验．计算沸石对氨氮的去除率及其吸附量．并与前一次 或前几次的吸附效果进行比较．从而求出沸石再生所需的最 佳温度、时间以及再生的次数 ２结果与分析 ２．１吸附平衡试验 （１）沸石粒度对吸附效果的影响。在室温和自然ｐＨ条 件下，取不同目数的沸石各２ｇ加入到一定量的溶液中，振荡 吸附１２ｈ．使沸石充分达到吸附平衡后，将其放入离心机内 离心ｌＯｍｉｎ．考察天然沸石粒度对废水中氨氮去除率的影响。 从图１可看出．当负荷相同时．小颗粒的沸石有较大的交 换能力 随着沸石目数的增大．沸石的吸附量逐渐增大．氨氮 的去除率也逐渐增大。但粒度介于１００—２００目之间时。去除率 增大的幅度很小 沸石的目数＞２００目时．沸石对氨氮的去除效 果和目数小的沸石对比，较为理想，３２５目的沸石最为理想。故 本试验选用粒度为３２５目的沸石进行研究 （２）投加量对吸附效果的影响。沸石对溶液中氨氮的去 除率随用量的增加而增加．当用量大于６．０时．去除率增加 缓慢并趋于恒定．此时的沸石投入量为１２０ｇ／Ｌ：当沸石的用 作者简介：崔天顺，男，教授，博士，从事环境功能材料研究。 ２０１１．ＮＯ，，
．自 置一曩～ ６０ ８０ ８０ １０（） 】Ｏ０ １ ２０ Ｉ２（）一２００ ＞２０（） ３２５ 沸 数｛ （【ｊ） 图ｌ 不同目数的沸石对氨氮废水的吸附效果 ＼曼 ＼ 莲 量为８．Ｏ（投入量为１６０ｇ／Ｌ）时，氨氮去除率约达３０％。 （３）吸附时间对吸附效果的影响 以１２０ｇ／Ｌ的沸石用 量．在室温和自然ＤＨ条件下考察振荡吸附时间对氨氮去除 率的影响．结果见图２ 从图２可看出．在吸附的前１～２ｈ内．吸附容量增长较 快，在此之后吸附容量曲线趋于平缓．由此可知．沸石吸附存 ３０ ２５ ２Ｏ ｊ｝ｌＬ １５ 柏１０ ５ ０ ０ ｉＯ０ ２Ｏ０ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ８Ｏ０ 吸刚时间／ｍｌｎ 图２不同振荡时间对沸石吸附效果的影响 较短时间内就能达到平衡 沸石吸附２ｈ后．吸附基本达到平 衡．氨氮的去除率存２５％以上：延长吸附时间，对氨氮去除率 影响较小。 ２．２解析再生实验 沸石冉生实验采用单冈素轮换法 （１）最佳再生温度的确定。从图３可看出．当温度低于 ５０℃．沸石就可以进行一定程度的解吸再生．这是因为氨氮 极易挥发 随着温度的升高．沸石再生后对氨氮的去除率逐 渐提高，当温度为１３Ｏ℃时，沸石的再生效果最好，其再生后 的吸附容量可以达到２．１１ｍ ｇ。但温度超过１３０℃后，再生效 果开始趋于平缓并有所下降．原因可能是 为温度超过 １３０ 时，沸石中的氨氮已经挥发完全。再生温度过高．反而 对氨氮的吸附有所降低 （２）最佳再生时间的确定 从图４可看出．在１３０℃下，沸 石加热１－５ｈ时再生效果较佳，吸附容量可以达到２．０３ｍｇ／ｇ。 在２．５ｈ时．再生沸石对氨氮的吸附容量可以达到２．１ｌｍｇ／ｇ。 但温度超过１３０￣（２后．再生效果开始趋于平缓并有所下降．原 冈可能是因为温度超过１３０￣Ｃ时．沸石巾的氨氮已经挥发完 全。再生温度过高．反而对氨氮的吸附有所降低。 ０ ２０ ４０ ６０ ８Ｏ 解吸温度／℃ 图３在不同温度下沸石再生效果 （３）多次再生的效果。沸石再生效果良好。但随再生次数 的增加，附吸容量有一定程度的降低，再生几次后，吸附容量 降低，曲线逐渐趋于平缓，再生６次后沸石的对氨氮的去除 率较低，仅为５％左右。 ３０ ２５ ２０ 静ｌ５ 畿 书ｌＯ ５ ０ ｌ０ １５ ２Ｏ ２５ ３０ 解吸时间，ｈ 图４ １３０℃时沸石在不同再生时间下的吸附效果 ３ 结论 （１）天然红辉沸石在室温２５℃和自然ｐＨ值下，沸石的 粒度越小对氨氮的吸附量就越大．投加量越大对氨氮的吸附 也相应有所增大．其吸附量随时间的增加而有所增大．大约 振荡吸附２ｈ就能接近吸附平衡 （２）红辉沸石具有较好的再生性能．沸石再生后的吸附 容量与原沸石相比较为理想．当吸附氨氮饱和后．可用实验 所得的最佳再生温度（１３０℃）和时间（１．５ｈ）等进行再生．重复 利用 （３）红辉沸石在广西贮量极其丰富，价格低廉．成本远比 活性炭等其他除氨氮材料低，且管理方便．再生简单．当其多 次再生失去利用价值后，还可以作为肥料、水泥的原料等，从 而避免对环境的二次污染 参考文献 １ 王万军．邵聚红．赵彦巧．天然沸石在环境污染治理中的研究现状 和发展趋势．２００７．２１（２） ２张美兰．何圣兵．陈雪初，等．天然沸石和硅酸钙滤床的脱氨除磷效 能．水处理技术，２００７，（１１） ３ 陈南春，胡存杰．红辉沸石吸附性能及其在肥料中应用．２００６，２９（２） ４徐丽花，周琪．天然沸石去除氨氮研究．上海环境科学，２００２，２１（８） ５钱福国．陈天虎．瞿丽．安徽宣城天然斜发沸石深度处理氨氮废水 研究．非金属矿，２００８，３１（２） ６潘嘉芬．卢杰．天然斜发沸石吸附高浓度氨氮废水试验研究．中国矿 业，２００８，ｌ７（２） ≯ｎ１１ ｎ １ 府 源～ ＾ 兽ｖ＼ 釜 ５ ５ ５ ２ ２ ｌ ｌ ０ Ｏ ∞ ∞ ｍ ０ 冰＼替
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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 刘 （梅河口市环境保护局
１绪论 近年来我国河流受生活污水和工业废水污染的情况日趋严 重，尤其以氨氮的富营养化污染为最严重。 １．１氨氦的来源 氨氮存在于许多工业废水中。钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁 合金、玻璃制造、肉类加工、饲料生产、畜牧业以及垃圾填埋等生 产过程，均排放高浓度的氨氮废水。 １．２氨氮的危害 氨氮排人水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水 中藻类及其他微生物大量繁殖，形成富营养化污染。氨氮还使给 水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量；当污水回用 时，再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁 殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。 １．３氨氮废水的处理方法 目前氨氮处理实用性较好的技术为：（１）生物脱氮法；（２）氨 吹脱、汽提法；（３）折点氯化法；（４）离子交换法；（５）吸附法等。 ２沸石的结构及性能 ２．１沸石的结构特点 其化学分析结果如下： 表１沸石的化学成分 成分 Ｓｉ０２ Ａ１ Ｆｅ Ｃａ０ Ｍｇｏ Ｉ【２Ｏ Ｎａ２０ Ｔｉ０２ Ｍｎ０ 烧失量 总计 含量％ ７０．４６ １２．３６ ０．６９ Ｉ．６６ １．６８ １．１４ １．Ｏ９ ０．１９ Ｏ．Ｉ １０．６８ ９９．８８ ２．２沸石的性能 沸石具有阳离子交换性能和高效的吸附性能，这一特性决定 了沸石具备去除氨氮的特性。 ３沸石的改性 ３．１改－陛的方法 在同一条件下，对沸石通过采取ＨＣ１改性、Ｈ２ｓ０ 改性、ＮａＯＨ 改性、ＮａＣ１改性对废水中氨氮的效果进行平行比较发现，用ＮａＣ１ 改性的沸石去除氨氮的整体效果最好，取ｌｍｏｌ／Ｌ为最合理的改 性浓度。 ３．２结果分析 ３．２．１再生后的沸石ＮＨ４＋离子交换能力仍然很强，再生液浓度较 高或流速较大时，再生效果较好。在适当的条件下，再生沸石的交 换容量可以达到新鲜沸石换容量的９０．９％，活性基本完全恢复， 在实际应用中有很好的适用性。 ３．２．２经过１０个周期的重复使用和再生，改性沸石的氨氮交换容 鑫 吉林梅河口１３５０００） 量仅降低了３．４，说明沸石具有较好的晶体稳定性。 ４．沸石一活性炭的制作 ４．１实验目的 寻找一种简单，可行的脱氮工艺，使之既能够作为已有的二 级出水氨氮浓度不能达标的工艺的补充工艺，同时又能够作为现 有的工艺在执行新的污水综合排放标准下的后序工艺。 ４．２实验内容 ４．２．１实验的主要内容 主要内容为：１．沸石的表面特性及其活化试验研究（再生及 改性）；２．仅仅通过活性炭对水中有机污染物加以去除，看实验效 果；３．通过实验确定沸石一活性炭的用量；６．沸石一活性炭吸附 去除水中有机污染物的最佳组合条件；７．结果分析处理。 ４．２．２试验方案的确定 试验方案：通过对沸石的表面特性及其活化试验研究，分 析活化前后沸石对氨氮及有机物的去除效果；然后，在不同试 验条件下，对氨氮及有机物的去除效果进行分析，最后，通过 动态吸附试验进一步分析沸石一活性炭对氨氮及其他有机物 的去除效果。 ４．３实验结论 ４．３．１对于沸石来说，单独去除氨氮的效果是非常好的，平均可以 达到９６％以上，但其吸附总量比较小，也就是说沸石处理氨氮的 寿命不长。同时对水中的有机物处理效果不明显，这也是影响其 寿命的一个原因。在沸石和活性炭联合处理时能提高处理效果和 寿命。 ４．３．２对于活性炭来说，它每一项的去除率都在５０％左右，只有 ＣＯＤ较高一点。 ４．３．３从以上的去除效果可以看出，如果同时考虑三项指标的去除 效果，比较可以得出：活性炭颗粒＋沸石粉末在５ｏ０。Ｃ下灼烧后去 除效果最好，氨氮、硝态氮及ＣＯＤ的去除率分别可达到８１．９％、 ７１－３％和９１．３ ５结语 ５．１沸石的表面是非均匀的，离子交换主要发生在某些活性点上； 沸石对含氨废水中氨氮的交换是分层次的；用沸石处理低浓度的 含氨废水比粉末活性炭、颗粒活性炭和硅藻土具有明显优势。 ５．２利用沸石去除废水中的氨氮操作简单，处理效果良好。 改性沸石对水中氨氮有较好的去除效果，但对有机物的去除效 果有限；经ＮａＣ１改性的沸石去除氨氮的整体效果最好，再考虑技 术经济等因素，最终取ｌｍｏｌ／Ｌ为改性浓度。 参考文献 ［１］李燕莉．电凝聚对微污染水中污染物的去除研究【ＪＪ＿武汉科 技大学硕士学位论文． 【２］李才辉，冯晓西等．ＭＡＰ法处理氨氮废水最佳条件的研究［Ｊ］．上 海环境科学，２００３，２２（６）：３８９—３９２． 【３］夏丽华，董秉直等．改性沸石去除氨氮和有机物的研究［Ｊ］．同济大 学学报：自然科学版，２００５，３３（１）：７８—８２． ［４］刘玉亮．斜发沸石对废水中铵离子交换特性的试验研究［Ｊ】＿重 庆大学硕士学位论文． 作者简介 刘鑫（１９８１一）女，本科，汉族，吉林省梅河口人，助理工程师， 主要从事环境保护工作。
废水中氨氮的去除
废水中氨氮的去除
废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在.生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。
一、生物硝化与反硝化（生物陈氮法）
（一） 生物硝化
在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为：
由上式可知：（1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4。57g；(2）硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度（以CaCO3计) 7。lg。
影响硝化过程的主要因素有：（1）pH值 当pH值为8。0～8。4时(20℃），硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰,维持pH值在7.5以上;（2）温度
温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；（3)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为 ＝0.3～0.5d—1（温度20℃,pH8.0～8。4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 .在实际运行中,一般应取 ＞2 ，或 ＞2 ；(4）溶解氧 氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；(5)BOD负荷 硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌.若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势,结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5）/kg（SS).d以下。
(二） 生物反硝化
在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌）的作用，将NO2—-N和NO3——N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体（氢供体)是各种各样的有机底物（碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为：
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。沸石孔穴和通道中的阳离子还有较强的选择性离子交换性能。可将对动物有害的重金属离子和氰化物除掉。使有益的金属离子被释放出来。可去除水中氨氮95%，净化水质，缓解转水现象。
氨氮废水处理技术介绍(详解)
氨氮废水处理技术介绍（详解）
氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等等。氨氮废水主要来自化工、冶金、化肥、煤气、炼焦、鞣革、味精、肉类加工和养殖等行业。排放的废水以及垃圾渗滤液等。氨氮废水对鱼类及某些生物也有毒害作用。另外，当含少量氨氮的废水回用于工业中时，对某些金属，特别是铜具有腐蚀作用，还可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和设备。处理氨氮废水的方法有很多，目前常见的有化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。
一、化学沉淀法
化学沉淀法又称为MAP沉淀法，是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐，使废水中的NH4﹢与Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀，分子式为MgNH4P04.6H20，从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石，可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下:
Mg²﹢＋NH4﹢＋PO4³﹣＝MgNH4P04.6H20
影响化学沉淀法处理效果的因素主要有pH值、温度、氨氮浓度以及摩尔比(n(Mg²﹢):n(NH4﹢):n(P04³-))等。
化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时，应用其它方法受到限制，如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等，此时可先采用化学沉淀法进行预处理;化学沉淀法去除效率较好，且不受温度限制，操作简单;形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料，实现废物利用，从而抵消一部分成本;如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合，可节约药剂费用，利于大规模应用。化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投人药剂量，则去除效果不明显，且使投入成本大大增加，因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高;投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。 二、吹脱法
氨氮废水处理
氨氮废水处理
氨氮废水是指含有高浓度氨氮的废水。它的排放对环境产生了严重的污染，并对水体生态系统造成了很大的破坏。因此，氨氮废水处理成为了当前研究的热点之一。
氨氮废水主要来自于农业、化工、制药、电镀等行业的生产过程中的废水排放，尤其是畜禽养殖过程中排放的污水。这些废水中氨氮含量高，对水质造成了很大的威胁。氨氮的存在会使水质变得浑浊、有时还会产生异味。同时，氨氮对水生生物也具有一定的毒性，长期积蓄会对河流、湖泊等水体的生态平衡产生不可逆的影响。
为了有效处理氨氮废水，需要采用适当的处理方法。常见的氨氮废水处理方法包括生物法、物理化学法和吸附法。
生物法是目前最为常用的处理方法之一。该方法通过添加适量的微生物，使其在废水中进行降解反应，将氨氮转化为无毒的氮气。这种方法操作简单、成本低廉，同时对环境没有大的影响。然而，这种方法对废水中的其他有机物和重金属的处理效果较差。
物理化学法是另一种常见的处理方法。该方法主要通过调整废水的pH值、温度和氧化还原条件，将氨氮转化为氮气或沉淀为无毒的沉淀物。这种方法的处理效果稳定，适用于高浓度氨氮废水的处理，但其对废水的要求较高，处理成本较高。
吸附法是一种相对较新的氨氮废水处理方法。该方法通过将废水通过吸附剂进行处理，使其与氨氮发生吸附反应，从而使氨氮被吸附在吸附剂表面。常用的吸附剂包括活性炭、沸石和离子交换树脂等。这种方法适用于废水中氨氮浓度较低的情况，但对吸附剂的选择和再生过程有一定的要求。
除了以上三种常用的处理方法外，还有一些其他的处理方法，如电化学方法、光催化方法和膜分离方法等。这些方法在氨氮废水处理中也有一定的应用，但其技术成熟度和经济性需要进一步提高。
综上所述，氨氮废水处理是一项具有挑战性的任务。有效处理氨氮废水不仅可以减轻对水体环境的污染，还可以提高水资源的利用率。未来，随着技术的不断进步和创新，相信能够开发出更加高效、低成本的氨氮废水处理方法，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
天然沸石在水处理中的应用研究
黧盟甄、
天然沸石在水处理中的应用研究
姚文华秦云
(保山学院生化系，云南保山678000)
f}商要】沸石是一种具有优异的吸附、离子交换雎能的硅铝酸盐矿物，在环境治理中有广泛的应用前景。本文对天然沸石的结构，近几年采国内外应用天然沸石女隰环境废水的应用进行了论述。
l关键闭天然沸石；硅铝酸盐；废水处鲤；应用
沸石是1756年由瑞典矿物学家根据某些硅酸盐矿物在硼砂熔珠试
验中的行为引入的名称(寓意“沸腾的石头”)。1997年，国际矿物学
协会新矿物及矿物命名委员会沸石专业委员会将沸石矿物定义为一类结晶物质，其结构以四面体连接形成的格架为特征，四面体由4个氧原子
围绕—个阳离子组成，这种格架含有以通道和空笼形式存在的空腔，空腔中通常由水fFT-删的格架外阳离子占据，通道的尺寸足够大到
可允许客体分确甬过。水污染的治理历来受到人们的关注，过去工业废水的§b理一般用
活性炭作吸附剂，但由于活性炭造价高，再生复杂且费用昂贵，使污染处理在经济上难以承受。寻找和开发f$粥氏廉的环保技术一直是人们研
究和开发的重点。由于天然沸石具有孔隙度高、比表面积大，离子交换
性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等优点，因此其在水
污染的治理中发挥了很大的作用并取得了许多新的研究成果。1天然沸石的一般结构和特性
沸石的化学组成十分复杂，因种类不同有很大差异。一般化学式
为：AmBq02clnH20，结构式为舢阳盼IO咖幅iO矧nH20，其中A为Ca、K、Na等阳离子；B为AI和Si；q为阳离子电价；m为阳离子数；
13为水分子数：x为A|原子数；Y为Si原子数：y／x通常在1—5之间；
仅+”是单位晶胞中四面体的个数。沸石晶体结构的基本单位是硅．(铝)氧四面体，硅氡四面体通过桥氧连接，在平面上显示为多种封闭环状结构，有四元环、五元环、六元环、八元环、十二环、十八环等，在三维
空间上可形成多种形状的规则多面体，构成沸石的孔穴或笼。这些环和笼在三维空间以不同形式连接则构成了沸石晶体中的一维、二维和三维
沸石的改性及其在废水处理中的应用
４８ 广东化工 ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ ２００７年第２期 第３４卷总第１６６期
沸石的改性及其在废水处理中的应用
于凤娥 ，叶志平 ，郭杏妹 ，刘辉 ，潘佰其
（１．华南师范大学化学与环境学院，广东广州５１０００６；２．南海区环保局，广东佛山５２８０００）
［摘要］沸石作为一种廉价的非金属矿物在废水处理中应用已久，本文针对天然沸石的局限性，提出了沸石的改性方法以及改
性后沸石在水处理中的应用和前景。 ［关键词］天然沸石；改性沸石；废水处理
Ｔｈｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ Ｚｅｏｌｉｔｅ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｙｕ Ｆｅｎｇｅ‘，Ｙｅ Ｚｈｉｐｉｎｇｌ，Ｇｕｏ Ｘｉｎｇｍｅｉｌ，Ｌｉｕ Ｈｕｉ１，Ｐａｎ Ｂａｉｑｉ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６； ２．Ｎａｎ Ｈａｉ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｂｕｒｅａｕ，Ｆｏｓｈａｎ ５２８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｏｗ ｐｒｉｃｅ ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｉｎｅｒａｌ，ｚｅｏｌｉｔｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ａ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ．Ｂｕｔ ｎａｔｕｒａｌ ｚａｏｌｉｔｅ ｈａｓ ｌｉｍｉｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒａ１．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄ ｚｅｏｌｉｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆｚｅｏｌｉｔｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆｏｒｃａｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌ ｚｅｏｌｉｔｅ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｚｅｏｌｉｔｅ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
氨氮废水处理工艺技术最全总结
氨氮废水处理工艺技术最全总结
氨氮废水处理有折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法和生物脱氨法等多种方法，这些技术可分为物理化学法和生物脱氮技术两大类。
一、生物脱氮法
微生物去除氨氮过程需经两个阶段。第一阶段为硝化过程，亚硝化菌和硝化菌在有氧条件下将氨态氮转化为亚硝态氮和硝态氮的过程。第二阶段为反硝化过程，污水中的硝态氮和亚硝态氮在无氧或低氧条件下，被反硝化菌(异养、自养微生物均有发现且种类很多)还原转化为氮气。在此过程中，有机物(甲醇、乙酸、葡萄糖等)作为电子供体被氧化而提供能量。
常见的生物脱氮流程可以分为3类，分别是多级污泥系统、单级污泥系统和生物膜系统。
1、多级污泥系统
多级污泥系统可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长、构筑物多、基建费用高、需要外加碳源、运行费用高、出水中残留一定量甲醇等。
2、单级污泥系统
单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/O流程与传统的生物脱氮工艺流程相比，A/O工艺具有流程简单、构筑物少、基建费用低、不需外加碳源、出水水质高等优点。后置式反硝化系统，因为混合液缺乏有机物，一般还需要人工投加碳源，但脱氮的效果可高于前置式，理论上可接近100%的脱氮。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成，通过改换进水和出水的方向，两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。该系统本质上仍是A/O系统，但其利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，因而脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高，且一般必须配置计算机控制自动操作系统。
3、生物膜系统
将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器，即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流，但不需污泥回流，在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。
二、物化除氮
物化除氮常用的物理化学方法有折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法、液膜法、电渗析法和催化湿式氧化法等。
天然沸石在水处理净化中的应用研究进展
科技情报开发与经济 ＳＣＩ／ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ ２００６年第１６卷第１期 文章编号：１００５—６０３３（２００６）０１－０１４９－０２ 收稿日期：２００５～１２—０６ 天然沸石在水处理净化中的应用研究进展 何积秀 ，吴彼ｚ，李华： （１Ｉ浙江大学环境与资源学院，浙江杭州，３１００２９；２．山西大学环境与资源学院，山西太原，０３０００６） 摘要：天然沸石具有比较大的表面积、优良的离子交换性能和吸阳性及其丰富的储 量，低廉的成本而在环保领域中得到了广泛的应用并取得了许多新的研究成果。介绍 了近年来天然沸石在环境保护中的应用研究的一些主要进展。 关键词：天然沸石；水处理；环境保护 中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ 沸石可分为天然沸石和合成沸石两大类。人工合成沸石主要用作催 化剂，其应用研究已经较为深入。天然沸石是１７５６年瑞典矿物学家Ａ．Ｆ． Ｃｒｏｎｓｔｅｄ首先发现的，因其具有优于合成沸石的热稳定性、耐酸性、耐辐 射性。以及成本低、储量大等特点，已成为当今世界各国极为重视的新兴 矿产资源，并越来越受重视ｈ］。我国是一个天然沸石资源丰富的国家。现 已发现的天然沸石产地主要分布在我国２１个省市、自治区，共有沸石岩 石产地１５０多处。据不完全统计，目前沸石年产量在８００万ｔ左右。 沸石是沸石族矿物的总称，在地壳中分布广泛。是一种含水的碱金 属或碱士金属的架状结构的硅铝酸盐。现已发现的天然沸石约４ｏ多种． 常见的有：斜发沸石、毛沸石、丝光沸石、辉沸石、片沸石和菱沸石等。其 内部含有许多孔穴和通道。沸石具有巨大的比表面积（４００ ｍ 一８００ ｍ＂／ｇ）， 且沸石构架上的平衡阳离子与构架结合得不紧密，极易与水溶液中的阳 离子发生交换作用，因而沸石具有良好的吸附、交换性能。 ｌ废水中氨氮的去除 氨氮污染的来源很多，且排放量大。氨态氮是水相环境中氮的主要 形态，是水体富营养化和环境污染的一种重要污染物。含氨氮废水的处 理技术主要有生物合成硝化法、离子交换法、空气蒸汽汽提法、氯化及吸 附、化学沉淀法等。沸石具有大的比表面积和可交换的层问阳离子。因而 具有较好的吸附和离子交换性能 ｗ１。蒋建国 进行了沸石吸附法去除 垃圾渗滤液中氨氮的研究，发现沸石对氨氮具有较大的吸附量，在平衡 浓度相当高的情况下，１ ｇ沸石具有吸附１５．５ ｇ氨氮的极限吸附潜力。 张曦等¨ 研究结果显示，随着氨氮浓度的增大或温度的升高，沸石 吸附量上升，最大可达１１．５ ｒ¨ｇ／ｇ；沸石吸附的初始阶段（Ｏ ｈ一８ ｈ），沸石吸 附量随时间显著上升，此后趋于平缓；在不同阳离子共存的情况下，Ｋ＋可 使沸石吸附量降低５０％以上；ＨＣＩ溶液对氨氮解吸的效果好于ＮａＣＩ溶 液，解吸率最高可达到６０％；沸石吸附的氨氮在硝化细菌作用下可转化 为硝氮，溶液中硝氮浓度１２０ ｈ后可达９ ｍｇ／ｇ，在总氮中比率达到２７％。 沸石对氨氮的去除率亦同沸石的种类有着密切的关系。 ｓｉｎｇｈ 】对比了ｚｓＭ＿－５，１３ｘ，５Ａ等３种由印度联合水泥公司生产的 沸石分子筛对焦炭厂废水中氨氮的吸附效果，试验结果表明，１３ｘ沸石分 子筛是效果最好的吸附剂，在原水氨氮浓度为３５０ ｍｓ／Ｌ时，ｚｓＭ一５，５Ａ， １３ｘ等３种沸石分子筛吸附６０ ｒａｉｎ后的ＮＨ￣－Ｎ吸附容量分别为８ ｍｇ，ｇ， １４ｍｇ，ｇ与３１ｍｇ／ｓ。 此外，沸石和其他方法相结合可有效地去除废水中的氨氮。麦穗海 在传统Ａ／Ｏ或ＳＢＲ工艺的基础上投加沸石粉进行强化生物脱氟，吸附 饱和的沸石粉利用微生物进行再生，形成了沸石强化生物脱氮工艺。实 验结果表明，沸石粉可在生物池中累积达到一定的平衡浓度；在常温下 沸石粉对过量氨氮选择吸附的优势无法发挥，但在低温时可以保证处理 出水中氨氮浓度达标。 ２废水中磷的去除 目前．我国和大多数国家城市污水处理的方法主要是二级生物处理 法，但由于二级生化处理对水中共存的氮、磷只有部分去除，大部分氮、 磷将最终排人地表水等受纳水体，致使这些水体中的氮、磷含量不断累 积，进而造成水体富营养化。国内外常用的除磷方法主要是：沉淀法、生 物法，吸附和离子交换法。应用新型吸附材料沸石进行的吸附和离子交 换处理法由于其占地面积小、工艺简单 操作方便、适用范围广，正倍受 人们关注。 肖举强等 ］室内模拟配水和实际废水试验表明，沸石除磷材料是一 种优良除磷吸附剂，它能在较广的ｐＨ值范围内有效去除废水中的磷。该 材料对磷酸氢二钾的处理效果最佳，其次是磷酸二氢钾、焦磷酸盐，其除 磷效果要优于常用除磷剂硫酸铝和聚铝。 ３废水中重金属的去除 天然沸石是去除铜、汞、铅和锌等重金属离子的一种新型的廉价离 子交换剂。陈国安ｅ 等的研究表明：沸石可有效去除Ｐｂ ，ｃｕ ，ｚｎ ，ｃｄ： 和Ｈ 。特别是用ＮａＯＨ．ＨＣ１和ＮａＣ１处理过的活化沸石，其吸附交换性 能可显著提高。沸石吸附交换下来的重金属离子，还可浓缩回收，沸石经 处理也可再生使用。 天然斜发沸石对多种重金属离子都具有良好的吸附或交换性能，是目 前处理低浓度、大水量的混合电镀废水应用较多且效果较好的吸附剂。我 国利用斜发沸石吸附法处理重金属废水已有成功的经验和定型的设备。 Ｚｏｒｐｅｓ［删等用天然斜发沸石处理城市污水处理厂产生的剩余污泥中所含 重金属离子，当沸石质量占干污泥量２Ｏ％一２５％时，可以去除１００％的锅、 １０％～１５％的铬、２８％－－４５％的铜、４１％￣４７％的铁、２４％的锰、５０％￣５５％的铅和 镍及４０％￣４６％的锌，并且可以使干污泥量减少３００／０￣４０ｏ／０。 由中国地质大学（北京）材料科学与工程学院研制的利用沸石分子 筛净化含重金属废水并回收金属技术是采用以天然矿物为原料合成的 １３ｘ沸石分子筛，通过吸附一离子交换作用，除去废水中的ｃｕ，Ｐｈ，ｚｎ， ｃｄ，№，Ｃｒ，Ｍｎ等重金属离子，达到净化废水的目的 。 天然沸石由于具有良好的吸附性及离子交换性在去除或回收废水 中的重金属元素方面得到广泛的应用。郑礼胜 等研究了山东胶州沸石 处理Ｎｉ。 废水，发现在废水ｐＨ≥４时，按镍，沸石质量比为１：８００投加沸 石，Ｎｉ 去除率太于９９％，出水可达标排放。吴平宵＿】 等用斜发沸石进行 锌吸附实验，发现沸石对锌的等温吸附线呈Ｌａｎｇｍｕｉｒ型，且吸附锌后水 解很少。 目前，大部分研究都集中于沸石或改性沸石对重金属阳离子的吸 附，对阴离子型含重金属化合物的吸附研究工作进行得很少。由于天然 沸石表面带负电荷。对阴离子铬化合物的去除效果不理想，必须对沸石 进行改性。谢晓风等 用季铵 表面活性剂改性沸石，研究了新制备的 有机沸石吸附水中重铬酸根阴离子的性能。结果表明，改性后的有机沸 石吸附处理水中重铬酸根阴离子的效果很好．有良好的应用前景 ］。 ４废水中有机污染物的去除 由天然沸石的结构特点决定了它的内表面只能吸附一些较小的有
天然沸石对氨氮的吸附特性研究
山西大学学报(自然科学版)34(3):485~491,2011JournalofShanxiUniversity(Nat.Sci.Ed.) 文章编号:0253-2395(2011)03-0485-07
天然沸石对氨氮的吸附特性研究
邹娟,郭雪松,李琳,刘俊新*
(中国科学院生态环境研究中心,北京100085)
摘 要:从天然沸石对氨氮的吸附动力学、吸附平衡、pH对吸附的影响及其作为垂直流人工湿地(Verticalflowconstructedwetland,VFCW)的填料处理生活污水的效果进行了研究.结果表明,该沸石对氨氮的吸附行为符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,最大吸附量为8.10mg/g;与颗粒内扩散模型相比,假二级反应模型能更好地描述沸石对氨氮的吸附全过程;沸石吸附氨氮的最佳pH为4.0~8.0.VFCW对氮的去除率(R,%)前3个月在90%以上,随后的7个月逐渐降低;当进水氨氮累计量与VFCW内沸石可吸附的最大氨氮量的比例(r)[150%时,R与r呈线性关系.关键词:污水处理;氨氮去除;沸石;吸附;垂直流人工湿地中图分类号:X703 文献标识码:A
0 引言
随着我国农村经济的发展,农村水环境污染日趋严重,其治理迫在眉睫[1].人工湿地具有无能耗、运行费
用省和操作管理简便等特点,是适用于处理农村生活污水的技术之一[2].传统人工湿地采用土壤作为填料,
脱氮效果特别是运行前期的脱氮效果有限.近年来,人工湿地填料的选择已成为研究的热点之一[3-5].天然沸
石具有硅铝晶体结构,对氨氮的吸附效果好[6],且来源广泛,价格低廉,将其作为人工湿地的填料,可提高湿
地的脱氮效果[7].但沸石对氨氮的吸附性能与人工湿地的脱氮效果之间的联系研究报道很少.在研究沸石对氨氮的吸附性能的基础上,构建以沸石为填料的垂直流人工湿地(Verticalflowconstruc-
tedwetland,VFCW),用于处理生活污水,探讨VFCW运行前期的脱氮效果与沸石对氨氮的吸附性能之间