改性沸石強(qiáng)化去除污水中氨氮效能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們生活水平的迅速提高及城市化進(jìn)程的加速，產(chǎn)生了大量的污水排入江河中。污水中氨氮污染較為嚴(yán)重，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，水環(huán)境污染日益惡化。為此，本研究采用改性沸石強(qiáng)化去除污水中的氨氮，并對(duì)其去除效能進(jìn)行研究。主要的研究?jī)?nèi)容包括：沸石特征分析和復(fù)合改性實(shí)驗(yàn)，改性沸石靜態(tài)吸附、動(dòng)態(tài)吸附的研究；改性沸石柱處理污水中試研究；改性沸石再生效能的研究。
　　采用廣西車田、河南信陽(yáng)、廣西地礦院沸石進(jìn)行SEM和X射線衍射等分析發(fā)現(xiàn)：沸石內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)

2、松散，孔穴和孔道發(fā)達(dá)、孔徑適中，有利于 NH4+等離子進(jìn)入沸石孔道進(jìn)行離子交換和化學(xué)吸附作用。優(yōu)選出吸附容量較高的河南信陽(yáng)、廣西地礦院沸石進(jìn)行酸、無(wú)機(jī)鹽、熱等改性研究，幾種改性方式在不同程度上均可以提高沸石的交換性能，正交試驗(yàn)確定了復(fù)合改性最優(yōu)水平（即α改性）。改性后吸附容量是改性前的1.81倍，其平均值為137.14meq/100g。表面分析認(rèn)為α改性沸石孔系比較簡(jiǎn)單，孔徑主要在中孔范圍內(nèi)，有利于離子交換過程。
　　采用靜態(tài)吸附

3、實(shí)驗(yàn)考察改性沸石對(duì)氨氮去除特性：細(xì)改性沸石對(duì)氨氮的吸附效果較好，改性沸石對(duì)溶液中NH4+的吸附，符合Langmuir吸附等溫式，屬于單分子吸附模型。氨氮在改性沸石表面吸附是吸熱過程，可以自發(fā)進(jìn)行；氨氮的吸附為一級(jí)反應(yīng)過程；改性沸石對(duì)氨的吸附主要通過晶體內(nèi) Na+和 Ca2+與溶液中NH4+離子進(jìn)行交換，基本遵循等當(dāng)量交換的原則。
　　采用動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)考察改性沸石對(duì)氨氮吸附性能。通過改性沸石吸附穿透曲線分析可知，粒徑越小、水流量越小

4、、柱越高越不容易穿透。氨氮的去除率隨時(shí)間推移逐漸減小，亞硝酸鹽的變化是逐漸升高后再降低；總氮去除率在25％-38%；總磷的去除效果較差；對(duì)有機(jī)物的去除隨時(shí)間逐漸增加。改性沸石對(duì)于氨氮的去除，在前80 h主要依靠離子交換作用，80 h后依靠生物氧化作用。改性沸石吸附氨氮的影響因素主要有水力負(fù)荷、氨氮負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷。
　　采用厭氧-改性沸石柱系統(tǒng)中試研究表明：厭氧反應(yīng)器存在生物降解和吸附作用，具有抗沖擊負(fù)荷的能力，可穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)。改性

5、沸石柱掛膜成功后，氨氮、總氮、COD、總磷、SS的平均去除率分別為84%、71.8%、77%、8.46%、94.8%，沒有積累亞硝酸鹽和硝酸鹽。有機(jī)物和懸浮固體主要在改性沸石柱的前端去除，氨氮主要在改性沸石柱的后端去除。運(yùn)行周期為3~4 d，系統(tǒng)采用氣水聯(lián)合反沖洗方式，反沖洗結(jié)束時(shí)池中沸石上的生物膜在數(shù)量上滿足要求。
　　靜態(tài)再生確定了化學(xué)再生最佳條件：NaHCO3為再生液，最佳濃度為2000mg/L，最佳時(shí)間為3.5h。靜態(tài)再生

6、同時(shí)證明了生物再生作用的存在。中試再生表明，吸附大量銨的改性沸石可以實(shí)現(xiàn)有效再生，改性再生柱對(duì)NH3-N去除率大于83%。提供足夠的溶解氧和適宜的溫度，可有效提高生物再生的效率。不同再生方式的再生率為：化學(xué)再生率達(dá)74.9%，生化再生率達(dá)83%以上。
　　掛膜前后改性沸石吸附氨氮的速率控制步驟均為孔內(nèi)擴(kuò)散控制，即生物膜的存在只對(duì)離子交換速度有一定的影響，但它不是離子交換速度控制步驟。生物沸石的吸附作用與生物作用是相互促進(jìn)的關(guān)系。生