改性沸石对氨氮去除效果与机理研究

[目的]研究改性沸石对废水中氨氮的去除效果及吸附机理。[方法]采用脱磷尿液作为试验废水,比较了不同改性沸石(NaCl沸石、HCl沸石、HCl-焙烧沸石和HCl-焙烧-微波沸石)对试验废水中氨氮的去除效果,并探讨了其吸附机理。[结果]在粒径为0.5～1.0 mm,投加量为200 g/L时,天然沸石和4种改性沸石对氨氮的平衡吸附量依次为天然沸石饱和NaCl改性沸石5.0%HCl改性沸石5.0%HCl-400℃焙烧改性沸石5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石。沸石扫描电镜影像和质量损失揭示吸附差异的主要原因是不同改性方法导致沸石孔隙大小和数量的差异。[结论]5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石对氨氮具有较高吸附能力,平衡吸附量为17.9 mg/g,是天然沸石的2.6倍。     

天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究

为达到利用人工湿地处理高氨氮污水的目的,采用天然沸石作为人工湿地基质,对比研究了天然沸石对NH4Cl溶液和猪场厌氧发酵液中氨氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,考察了吸附时间、氨氮初始浓度、沸石用量对沸石吸附氨氮的影响。结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更为准确地描述天然沸石对两种水质中氨氮的等温吸附特征;在两种水质中,单分子层饱和吸附量分别为16.20mg·g-1和3.85mg·g-1。天然沸石对氨氮的吸附作用受吸附时间、氨氮初始浓度及沸石用量影响较大,在两种水质中,沸石对氨氮的吸附过程在0～8h内均随时间显著上升,到48h时达到吸附平衡;当采用NH4Cl溶液时,初始氨氮的浓度由10mg·L-1增加到500mg·L-1时,平衡吸附量由0.19mg·g-1增加到5.91mg·g-1;当采用猪场厌氧发酵液时,初始氨氮的浓度由39.4mg·L-1增加到502.9mg·L-1时,平衡吸附量由0.63mg·g-1增加到3.20mg·g-1;增加沸石用量,可以提高氨氮的去除率,但单位质量沸石的氨氮吸附量随之降低。准二级动力学可以很好地描述天然沸石吸附两种水质中氨氮的动力学过程;由模型得出的天然沸石...     

改性沸石吸附柱去除和回收脱磷尿液废水中氨氮试验研究

经鸟粪石沉淀法回收尿液中磷后的废水中仍含有高浓度的氨氮,若直接排放,不仅会造成水体污染,也导致氮资源浪费。本文在5%HCl浸提,400 ℃焙烧,结合微波处理改性沸石以提高氨氮吸附能力的基础上,研究了改性沸石吸附柱高度（H）、吸附柱串联数量（N）以及水力停留时间（T）对脱磷尿液废水中氨氮去除效果的影响,评价了HCl溶液、NaCl溶液及其组合对吸附氨氮饱和的沸石的再生效果。结果表明：HCl-焙烧-微波改性沸石对氨氮的平衡吸附量为17.9 mg·g-1,是天然沸石对氨氮平衡吸附量（6.9 mg·g-1）的2.6倍。当柱高H=35 cm,水力停留时间T=2.0 h,吸附柱串联个数N=3时,改性沸石对脱磷尿液废水中氨氮的去除效果最佳。当吸附柱内氨氮负荷小于6370 mg时,吸附柱出水中氨氮浓度低于30 mg·L-1。10% HCl+5 g·L-1 NaCl混合液作为沸石再生剂时,氨氮洗脱率达到88.3%,再生沸石的平衡吸附量可达16.4 mg·g-1,为改性沸石的91.6%。可见,改性沸石吸附柱可有效去除脱磷尿液废水中氨氮,同时10% HCl+5 g·L-1 NaCl混合溶液能够有效实现沸石再生和氨氮回收。研究结果为脱磷尿液废水中氨氮处理与回收中试试验奠定了基础。     

改性沸石对铜吸附性能的研究

通过硝酸铵改性天然斜发沸石,探讨沸石投加量、温度、时间对铜的吸附效果、吸附特性及作用机理.结果表明:沸石改性后对铜的吸附效率显著提高,用量为100g/L时效益最好,最大吸附量为4 170.9mg/kg;Lang-muir和Freundlich都能较好地描述改性沸石对Cu2+的等温吸附过程,改性沸石对Cu2+的吸附反应是自发的化学吸附过程,吸附行为符合准二级动力学模型;Elovich方程模型拟合结果表明改性沸石对Cu2+的吸附过程近似非均相扩散过程;颗粒内扩散模型拟合结果表明颗粒内扩散在吸附过程中不是唯一的控速阶段.     

改性沸石对猪场沼液氮磷吸附特性与机理分析

针对猪场沼液氮磷含量高、有机污染严重、难以处理的问题,采用经氯化钠溶液改性沸石为载体对沼液中氮磷吸附特性和去除机理进行分析研究,考察了沸石投加量、吸附时间、沼液初始浓度等影响因素。结果表明:当沸石投加量为每100mL10g、吸附时间48 h时,最大氨氮去除率可达90.66%,氨氮饱和吸附量可达1.43 mg·g-1,最大总磷去除率可达85.97%,磷饱和吸附量可达0.16 mg·g-1。吸附后的沸石污泥含有大量氮磷元素,是一种优质缓释肥料。Freundlich、Langmuir方程均能较好地解析改性沸石的等温吸附过程,其吸附动力学符合准二级动力学模型,R2均达0.98以上。沸石对猪场沼液中有机态氮磷去除主要基于物理性吸附和沸石中的活性基团与有机官能团所产生的配位络合,无机态氮磷则主要以离子交换及吸附沉淀方式得以去除。     

合成沸石的改性及其对氨氮的吸附特性

采用不同的酸和碱对合成沸石进行了改性。通过静态吸附试验考察了改性沸石对氨氮的吸附效能。结果表明,对氨氮的吸附酸改性效果优于碱改性,以0.1mol/L的HCl作为改性剂最高吸附率可达84.04%。pH值对改性沸石吸附氨氮影响较大,pH值为6时氨氮吸附率达86.88%。合成沸石吸附氨氮等温吸附曲线更符合Freundlich模型(R20.994),改性沸石对氨氮的吸附行为属于优惠吸附。Lagergren准二级反应动力学方程比准一级反应动力学方程拟合结果好(R20.9994),利用准二级动力学方程获得的平衡吸附量与实测值相差在4.9%以内。     

天然及改性沸石对磷酸盐的吸附研究

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)和无机盐为改性剂,考察了有机及无机改性对天然沸石磷酸盐吸附性能的影响.结果表明,表面改性后的沸石对磷酸盐的吸附效率显著提高,其吸附量为有机改性沸石＞无机改性沸石＞天然沸石.3种沸石对磷酸盐的吸附均符合Freundlich方程.沸石对磷酸盐的吸附分为快吸附和慢吸附,其中快吸附时间约为30 min.当磷酸盐初始质量浓度≤10 mg/L时,改性沸石对磷酸盐的去除率较高.     

改性沸石对NH4+吸附和解吸动力学的影响

通过室内分析方法研究了改性沸石对NH4+的吸附及解吸动力学影响.结果表明,改性沸石对NH4+的吸附和解吸动力学符合一级动力学方程、修正的Freundlich方程、抛物线扩散模型和异分子扩散模型,相关系数为0.940～0.998;改性沸石对NH4+吸附量及解吸量均比天然沸石高;天然和改性沸石的NH4+解吸速率均很快,在60 min内即解吸完全.     

天然斜发沸石氨氮吸附性能及曝气再生研究

本研究对天然斜发沸石的氨氮吸附性能及曝气再生性能进行了试验.结果表明:天然斜发沸石小粒径(0.2～0.25 mm)比大粒径(2～2.5 mm)吸附氨氮效果好,且天然斜发沸石对氨氮的吸附等温线符合Freundlich方程,饱和吸附容量达24.18 mg/g;通过曝气沸石可进行再生,曝气再生比自然再生效果好,铵饱和沸石曝气48 d,氨氮解析率达14%,综合考虑再生成本,沸石再生曝气量选择0.5 L/min最好.     

天然沸石对水中氨氮吸附特性的研究

以浙江缙云天然沸石为原料, 分别用摇床和吸附柱实验研究了天然沸石对氨氮的静态和动态吸附特性。结果显示, 在10、25、40 ℃温度下沸石吸附氨氮有显著差异(P<0.05)。在25 ℃、氨氮初始浓度为50 mg·L^-1的条件下, 1~2 mm沸石对氨氮的360 min吸附容量为4.05±0.02 mg·g^-1。沸石对氨氮的吸附过程遵循二级吸附动力学方程, 沸石对氨氮的等温吸附可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合, 相关性分析结果表明Langmuir方程达到极显著相关(P<0.01), 可以更好地描述沸石吸附氨氮的热力学过程。随着沸石粒径与投加量的减小, 沸石对氨氮的吸附量显著增加。在pH值6.0~8.0时, 沸石对氨氮去除效果最好。动态试验显示, 当氨氮浓度为50 mg·L^-1时, 沸石的穿透时间约96 h, 动态饱和吸附量为18.8 mg·g^-1。     

改型沸石除氟过程的热力学和动力学研究

对改型沸石除氟过程的吸附模式、动力学机制和吸附热力学性质进行了研究。结果表明,改型沸石除氟过程的吸附是按F reund lich吸附模式进行的,F reund lich方程能够良好地关联氟离子在改型沸石上的吸附平衡;改型沸石具有较强的脱氟能力,其吸附速率是内扩散控制;改型沸石脱氟过程为放热的化学吸附过程,温度升高对脱氟不利。     

控制滇池流域降雨径流污染的沸石吸附技术

采用野外现场试验方法，研究了滇池流域降雨径流污染物特征及天然沸石对模拟降雨径流中污染物的去除。结果表明，沸石床对NH4^ -N和TP处理率达50％以上可持续约17h；对N03^- -N、N02^- -N则分别为5h和8h。流速及运行次数对NH4^ -N去除率均有影响，同样的处理时间下，流速增大或运行次数增多，沸石对NH4^ -N的去除率减小。     

沸石和微生物对废水中Cr~(6+)吸附的研究

向含Cr6+的废水中加入筛选的霉菌M、细菌F以及沸石,在不同条件下进行培养。研究结果表明,微生物对废水中Cr6+吸附的最佳pH值为5;M和F菌的最佳吸附时间均为2 h,M菌的最佳投加量为10μL,F菌的最佳投加量为15μL;沸石对Cr6+也有一定吸附,最大可达到53%。M菌对Cr6+的吸附过程符合Langmuir和Freundlich模型,且Freudlich方程模拟优于Langmuir方程。     

二氯喹啉酸在几种矿物上的吸附特性及其机理

采用批量平衡振荡法,研究二氯喹啉酸在3种不同结构矿物中的吸附特性,并通过FTIR和XRD分析,探讨其吸附机理。结果表明:1)二氯喹啉酸在3种供试矿物中的吸附动力学过程均包含了快速反应阶段和慢速平衡阶段,其吸附动力学曲线均符合准二级动力学方程、颗粒扩散方程和Elovich方程,其中以准二级动力学方程的拟合程度最好,在颗粒扩散方程中的常数项(c值)不为零,这表明颗粒内的扩散速率不是决定二氯喹啉酸在供试矿物中吸附快慢的唯一因素。2)二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附等温线均符合线性模型和Freundlich模型。3)FTIR分析表明,二氯喹啉酸通过氢键、电荷–偶极键、络合作用和电荷转移吸附在高岭石中,通过氢键、电荷–偶极键和络合作用吸附在沸石和海泡石中。4)XRD分析表明,二氯喹啉酸在海泡石中的吸附均发生在其表层,而未进入其内层,但在高岭石和沸石中的吸附不仅发生在其表层,而且还能进入其内层。     

微波-氯化钠改性沸石对沼液的吸附处理

【目的】研究不同改性条件对沸石吸附沼液效果的影响,为沼液的高效低耗处理提供理论依据。【方法】以化学需氧量(COD)、氨态氮(NH3-N)、总磷(TP)去除率为测定指标,以天然斜发沸石为对照,采用微波-氯化钠法改性沸石,研究微波功率、微波作用时间、氯化钠质量浓度、温度等改性条件对沸石处理沼液效果的影响。【结果】沸石最佳改性条件为:微波功率476W,微波作用时间9min,氯化钠质量浓度80g/L,搅拌温度25℃。天然斜发沸石对沼液中COD、NH3-N、TP的去除率分别为14.96%,27.54%和18.27%,而在最佳条件下所得的改性沸石对沼液中COD、NH3-N、TP的去除率分别达到32.26%,89.05%,48.33%,明显高于天然斜发沸石。【结论】得到了沸石改性的最优条件,为改性沸石在沼液吸附处理中的应用奠定了基础。     

沸石对几种重金属离子的吸附解吸特性研究

通过室内间歇震荡平衡法研究了天然沸石对重金属离子Cd2＋、 Zn2＋、 Cu2＋、 Pb2＋的吸附及解吸特性.研究结果表明：沸石对4种重金属离子Cd2＋、 Zn2＋、 Cu2＋、 Pb2＋的等温吸附曲线均符合Langmuir方程、 Freundlich方程和Temkin方程,其中Freundlich方程的拟合性最好,相关系数在0.981~0.994之间.沸石对4种重金属离子的吸附量,其大小顺序依次为Pb2＋〉Cu2＋〉Zn2＋〉Cd2＋.沸石对4种重金属离子的解吸率,其大小顺序依次为Cd2＋〉Zn2＋〉Cu2＋〉Pb2＋.     

天然蛭石和沸石吸附铜和锌的特性研究

采用等温吸附方法,研究了天然蛭石和天然沸石对Cu2 和Zn2 两种重金属离子的吸附特性,结果表明这两种矿物对Cu2 和Zn2 有较好的吸附作用。天然蛭石和沸石对Cu2 和Zn2 的吸附量随培养时间的增加而增大。在本试验条件下,当培养时间达到120min时,天然蛭石对Cu2 和Zn2 的吸附量分别达到3945.9 mg.kg-1和3498.3mg.kg-1;天然沸石的吸附量分别达到3641.8mg.kg-1和2865.3mg.kg-1。pH值和重金属初始浓度是影响吸附量的重要因素,两种矿物对Cu2 和Zn2 的吸附量具有随pH值增高而增大的趋势,且随着初始浓度的增加而增大。蛭石和沸石对Cu2 和Zn2 的吸附等温线符合Langmuir方程,天然蛭石对Cu2 和Zn2 的饱和吸附量分别为8795.1mg.kg-1和7657.0 mg.kg-1,沸石对Cu2 和Zn2 的饱和吸附量为7117.4mg.kg-1和6988.1mg.kg-1,天然蛭石对两种重金属的吸附能力要强于天然沸石。