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改性沸石吸附低濃度氨氮廢水及其脫附的研究

采用氯化鈉溶液對某地天然沸石改性,以低濃度氨氮廢水為處理對象,比較了天然沸石和改性沸石的吸附等溫線、吸附動力學和動態吸附,并進行了改性沸石的動態脫附研究。結果表明,沸石的平衡吸附量隨著平衡濃度的增大而增大;Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述沸石吸附低濃度氨氮廢水的行為,改性沸石比天然沸石具有更大的吸附氨氮能力。假二級方程很好地擬合沸石吸附動力學實驗數據。裝填105 g的改性沸石吸附柱有效處理20 mg/L氨氮的廢水量為40 L,是裝填相同質量天然沸石吸附柱的2.67倍,出水氨氮濃度小于5 mg/L。用含氯化鈉和氫氧i化鈉的溶液脫附改性沸石吸附柱吸附的氨氮,脫附率為95.2%。

 氨氮是水體中氮的主要形態之一,是水體富營養化的一種主要污染物。在水污染較嚴重的地區,執行越來越嚴格的標準,如江蘇省在太湖地區污水處理廠氨氮排放限值執行5 mg/L的標準(DB32/1072-2007)。太湖流域不少污水處理廠面臨提標的問題,需要強化氨氮的去除。因此,有必要研究既經濟又有效的低濃度氨氮去除方法。由于沸石資源在我國儲量豐富、成本低廉,利用沸石處理廢水中低濃度氨氮無疑是一種有前景的方法。天然沸石可以有效吸附廢水中的氨氮,但由于天然沸石的吸附容量較小,再生頻繁,影響其大規模應用。近年來,國內研究人員研究天然沸石改性,取得了較好的效果,但這些研究針對較高濃度的氨氮廢水。

微波改造沸石環境材料的表征與脫氮效果

通過添加不同類型助劑對天然沸石進行微波改造制備環境材料,并研究其對再生水中氨氮的去除效果.研究發現,相同的改造條件下,不同助劑的微波沸石對氨氮的去除效果順序為:乙i酸鈉微波沸石Na Cl微波沸石SDS微波沸石CTMAB微波沸石單獨微波沸石原沸石.孔徑測試結果顯示微波沸石的總孔體積、孔徑數量、比表面積均有所提高.通過 SEM,XRD等手段對微波改造前后的沸石表征,微波改造過程中助劑的加入使沸石顆粒表面松散度有不同程度的提高,出現了更多的孔道,主衍射峰強度有所減弱,沸石吸附性能提高.

微波是一種頻率在300 MHz~300 GHz的電磁波,其具有熱效應,與常規的加熱方式不同,微波加熱能在不同的深度同時產生熱效應,使得加熱快速均勻,縮短加熱時間,改善加熱質量,并且節約能源.天然沸石是一種具有巨大的比表面積、規整的孔道結構、可控酸位及酸密度等獨i特物理化學性質的結晶型硅鋁酸鹽.其孔道內可能包含某些雜質,如金屬陽離子、水分等,使得其吸附性能有所降低,因而可通過對天然沸石進行改造以擴寬其孔道,增加其吸附性能.常用的改性方法有熱改性、酸堿改性、鹽改性,但都主要集中在改性方法對脫氮除磷效果方面的研究,很少提到微波改性影響沸石結構與其吸附能力方面的關系。

沸石在美國給動物吃了30年,當作藥做人體實驗有13年。被FDA(食物藥品監督管理局)列入GRAS名單內(Generally recognized assafe)認定是安全的。被美國航空航天局NASA認證并應用于研究，是一個被國際化妝品原料詞典ICID記錄(記錄編號:19488,高科技添加物) 的經驗證為安全的無機物。

沸石的安全性已被俄羅斯衛生i部進行分析所確認可以使用在食品和醫i療實踐，同時也被世界紅十字會俄羅斯分會認可，同意將紅十字標志用于該國以沸石為主要元素的膳食補充劑產品的商標中。

沸石用于養殖業廢水處理 Cintoli[27]利用沸石預處理養豬廢水，當含氨氮1500mg/L的養豬廢水經過沸石處理后，氨氮降到300～400mg/L，從而降低了廢水NH4 -N對UASB中生物 的毒性，提高了沼氣的產量。Sanchez和Milan等[28]采用了相反的工藝路線，他們先使用UASB和AFBR降解養豬廢水中的高濃度有機物，后采用天然沸石去除出水中的氨氮，效果也很明顯。Mlian等[29]用天然沸石處理養牛廢水，當天然沸石粒徑1.0～3.0mm、濾速為7m3/m2?h時，出水氨氮去除效果較好。