分子篩-改性沸石去除水中氨氮的研究.pdf

1、目前氨氮作為我國(guó)水體中的主要污染物，采用沸石去除水中氨氮是水污染控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但天然沸石存在交換容量有限，有機(jī)物吸附能力低的局限性。提高天然沸石的交換容量，利用沸石的特性聯(lián)合其他處理工藝協(xié)同處理，已成為沸石在氨氮處理中的發(fā)展趨勢(shì)。 本研究首先對(duì)天然沸石進(jìn)行化學(xué)改性，通過(guò)陽(yáng)離子交換量(CEC)，XRD，比表面積等手段對(duì)其進(jìn)行表征。利用靜態(tài)法研究了改性沸石吸附氨氮的規(guī)律，確定溫度(T)、pH值、有機(jī)物干擾、氨氮起始濃度，吸

2、附劑投加量對(duì)吸附效果的影響。同時(shí)對(duì)其動(dòng)力學(xué)也進(jìn)行了研究。通過(guò)動(dòng)態(tài)法研究分子篩/改性沸石聯(lián)用去除氨氮及有機(jī)物的可行性，探討分子篩在吸附過(guò)程的協(xié)同作用。 通過(guò)研究，本文得出了以下結(jié)論： 在氯化鈉濃度為5mol/L，95℃恒溫，攪拌3h的條件下，可以得到氨氮去除率較高的改性沸石(98.56％)；陽(yáng)離子交換量(CEC)由改性前的108.62mmol/100g提高為205.05mmol/100g；X射線衍射(XRD)分析，沸石表面

3、的SiO<,2>相對(duì)含量提高，化學(xué)晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化；比表面積增大為26.302 m<'2>/g。改性沸石吸附氨氮能力的提高主要是由于陽(yáng)離子交換量(CEC)的提高，改性沸石吸附氨氮主要是一個(gè)離子交換過(guò)程。 改性沸石對(duì)氨氮的吸附有以下規(guī)律：①氨氮的起始濃度增加有利于改性沸石的吸附；②pH=6.00時(shí)，改性沸石達(dá)到對(duì)氨氮的最大吸附量；③溫度對(duì)改性沸石吸附氨氮的影響作用不明顯；④腐殖酸對(duì)改性沸石吸附氨氮有抑制作用，腐殖酸濃度越大抑制作用

4、越顯著；⑤隨著投加量的上升，吸附量和去除率呈負(fù)相關(guān)變化；⑥低流速有利于改性沸石對(duì)氨氮的吸附，改性沸石可以較好的適應(yīng)水質(zhì)波動(dòng)。 改性沸石對(duì)氨氮具有快速吸附的特點(diǎn)，前20min氨氮去除率可達(dá)60.03％。氨氮在沸石上的快速吸附符合Fick定律(相關(guān)系數(shù)R=0.9575)。Freundlich和Langmuir吸附等溫線都能較好的擬合氨氮在改性沸石上的吸附過(guò)程，F(xiàn)reundlich吸附等溫線方程為：Q=6.2575C<'2.9135>

5、(相關(guān)系數(shù)R=0.9677)，Langmuir吸附等溫線方程為：Q=1.25570(1+24.065C)(相關(guān)系數(shù)R=0.9315)，試驗(yàn)結(jié)果表明改性沸石對(duì)氨氮的吸附更符合Freundlich吸附等溫線。 分子篩/改性沸石聯(lián)用去除含有腐殖酸的氨氮原水可以達(dá)到良好的處理效果。腐殖酸濃度為5mg/L，出水濃度達(dá)到0.5mgNH<'+><,4>-N/L以下，腐殖酸去除率保持在70％以上。對(duì)低濃度氨氮的實(shí)際水體進(jìn)行處理，可以使出水濃度達(dá)