锆改性沸石活性覆盖控制重污染河道底泥氮磷释放研究

通过实验考察了锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附去除作用，并考察了锆改性沸石活性覆盖控制底泥溶解性磷酸盐和铵释放的效率。锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而降低：当pH值由4增加到5时，锆改性沸石对水中铵的吸附能力增加；当pH值 5~8时，对铵的吸附能力较高；当pH值由8增加到10时，对铵的吸附能力下降。锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附动力学满足准二级动力学模型，并且对磷酸盐和铵的吸附速率比较快。Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以用于描述锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附平衡数据，根据Langmuir模型计算得到的锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的最大吸附量分别为7.75 mg·g-1和9.59 mg·g-1（pH 7和25 °C）。锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的去除率随锆改性沸石投加量的增加而增加，其吸附水中磷酸盐的主要机制是配位体交换，吸附水中铵的主要机制是阳离子交换。被锆改性沸石所吸附的磷酸盐大部分（82.5%）以较为稳定形态磷（NaOH-P）存在，低溶解氧条件下不容易重新被释放出来。吸附磷酸盐后锆改性沸石中水溶性磷（WSP）、易解吸磷（RDP）和NaHCO3可提取态磷（Olsen-P）含量非常低，藻类可利用磷（AAP）含量仅占总磷含量的29%左右。低溶解氧条件下，重污染河道底泥会释放出大量的溶解性磷酸盐和铵，锆改性沸石活性覆盖则不仅可以使上覆水中的溶解性磷酸盐浓度控制到很低的水平，而且可以明显降低铵由底泥向上覆水迁移的速率。上述实验结果表明，锆改性沸石适合作为一种活性覆盖材料用于控制底泥溶解性磷酸盐和铵的释放。

Releases of Ammonium and Phosphorus from River Sediments Capped with Zirconium-Modified Zeolite