沸石处理氨氮废水

沸石处理氨氮废水
在吸附法脱氮处理废水方面，国内、外都大量做了研究，提出了多种可行工艺。重点主要集
中在吸附法的机理、吸附剂的性质对比和再生方法的研究。研究较多的有沸石、粉煤灰、膨
润土等。氨氮的去除原理主要是非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用，影响去除
氨氮的主要因素包括与吸附剂溶液作用时间、吸附剂用量、溶液中氨氮浓度、吸附剂的粒度
和溶液的温度等。

在废水处理实践中，多种废水经二级处理后仍达不到排放标准，需要对二级出水作进一步的
深度处理。为此，吸附法还被用于深度脱氮。沸石吸附法在美国、日本已经成功地实现工业
化。主要使用固定床吸附柱，以斜发沸石为吸附剂，粒径0.8～1.7mm，空速5～10ｈ-1，进
水氨氮浓度20mg/L，出水氨氮浓度<1mg/L。
沸石(Zeolite)是一种分布广泛开采量很高的天然而价廉的离子交换物质。天然产的沸石有许
多种类，其中以斜发沸石(Clinoptilolite)和丝光沸石(Mordenite)为主。沸石是一种含水架状结
构的多孔硅铝酸盐矿物质，构成沸石骨架的最基本结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面
体。沸石具有空旷的骨架结构，晶穴体积约为总体积的40%～50%，孔径大多在1nm以下。
沸石具有很大的比表面积(400～800m2/g沸石)，仅次于活性炭，可用作吸附剂、离子交换剂
等，沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用，而且沸石有耐酸、耐碱、
热稳定等性能。工业上常用于废水处理。沸石具有较大的吸附能力和净化效果，其斜发沸石
和丝光沸石的阳离子交换容量分别为223meq100g(毫克当量)和213meq100g。由于天然沸石
中含有杂质，所以纯度较高的沸石交换容量不大于200meq100g，一般为100～150meq100g。
斜发沸石在离子交换和定量处理方面，对NH4+-N具有较好的选择性，因此工程上可以用于
污水脱除氨氮处理工艺，脱氮率可达90%～97%。工业上沸石除氨装置较为简单，一般为一
圆柱形滤器。沸石进行再生处理的主要方法有利用NaOH或NaCl溶液的化学溶液再生和
500℃～600℃的高温条件下将沸石中的NH4+转变为NH3气体的燃烧法再生。沸石反复再生
后对NH4+的吸附交换能力影响不大，但由于污水中共存阳离子如Ca2+，会使沸石的交换能
力呈不可逆性降低。
沸石为沸石组矿物的总称，它内部硅铝氧组成的骨架中有很多形状规则的空腔和连接空腔的
通道，具有内表面大、多孔穴的特征和较强的吸附与离子交换能力。斜发沸石具有3.5埃米
的孔道直径，决定它了对NH4+离子的高选择性，使它适用于工业污水中氨氮的处理。我国
的天然斜发沸石资源非常丰富，开采成本低，所以在此领域具有很大的发展空间。国内外对
于沸石法去除废水中氨氮进行了许多研究，在洗脱剂的选择上大多采用氯化钠，而得到的洗
脱液中氨的回收处理过程中需要引入碱(如氧化钙等)，由于增加了新的阳离子(Ca++)，从而
给氯化钠的循环使用带来难度。天然斜发沸石去除废水中氨氮的工艺条件，对氧化钙直接洗
脱工艺进行了探索，建立了整套的、适应力强的处理氨氮的工艺流程，获得了适宜的操作参
数，为天然沸石法处理氨氮废水的技术开发提供了依据。