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。     

白银斜发沸石的改性及对对硝基苯胺的吸附

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)制备改性斜发沸石,重点研究了改性剂的用量、改性时间、改性温度对改性白银斜发沸石吸附对硝基苯胺的影响.同时对斜发沸石改性前后的吸附性能进行了比较.结果表明,CTMAB改性的最佳时间为4 h,最佳浓度为10 g/L,改性温度对沸石吸附有机物的影响不大.改性斜发沸石对对硝基苯胺的吸附明显高于天然斜发沸石,且吸附等温线符合Frendlich方程.     

斜发沸石吸附NH+4-N的活化与再生方法研究

采用实验方法研究了斜发沸石在静态和动态条件下对中低浓度含NH4+ -N废水的吸附性能,包括沸石的几种活化方法比较、沸石对NH4+-N的吸附效果和沸石的再生效率.静态吸附实验结果表明,沸石对NH4+-N的快速吸附等温过程符合Langmuir方程,其表达式为q=0.0764C/(1+0.032 8 C,).几种活化方法比较的结果表明,加热蒸汽活化效果明显,其饱和吸附量较天然沸石提高26.24%.汽提的再生方法可以让饱和沸石得以部分再生,一次再生的效率为80.98%,二次再生的效率为65.37%.动态吸附试验在停留时间30 min,水力负荷1.2 m3·m-2·h-1,进水浓度为3.5～4 mg·L-1的工况下,水土比为25,处理出水满足地表水Ⅳ类标准(NH3-N≤0.5 mg·L-1),继续运行到水土比为96时吸附能力被穿透.同时比较了水力负荷为1.2、1.8m3·m-2·h-1和不同滤床填料深度条件下的处理效果.一系列实验证明,利用斜发沸石净化低浓度含NH4+-N废水具有良好的应用前景.     

斜发沸石 脱磁钢渣和泥炭对二级出水中氨氮的去除研究

以二级出水中氨氮为处理对象,以天然斜发沸石、脱磁钢渣和泥炭为吸附剂,考察不同影响因素对天然斜发沸石、脱磁钢渣和泥炭吸附氨氮的影响。分析了pH值对填料吸附的影响,同时考察了这3种填料对氨氮的最大吸附容量、时间对填料吸附氨氮的影响以及不同水力条件下这3种填料对二级出水中氨氮的柱穿透试验。结果表明:斜发沸石对二级出水中的氨氮去除效果最好,泥炭其次,脱磁钢渣最差。     

负载EM菌天然沸石对水体氨氮的去除效果

以负载EM菌的天然沸石为研究对象,对比其与原始沸石去除氨氮的效果。结果表明,粒径0.5~1 mm的天然沸石吸附5 min时对100 mL含10 mg·L^-1氨氮水体的去除率和吸附量达到极值,分别为4.24%和0.088 mg·g^-1。在此条件下增加沸石投加量或减小氨氮初始浓度均会降低天然沸石对氨氮的吸附量。天然沸石负载EM菌的最佳条件为天然沸石与浓度为9.6×10⁹ mL^-1的EM菌接触24 h。该条件下,负载EM菌的天然沸石对100 mL含10 mg·L^-1氨氮的最高去除率和吸附量分别可达24.79%和0.502 mg·g^-1,较天然沸石大幅提升。     

氯化钠改性沸石对氨氮的吸附作用

采用30℃和90℃的NaCl溶液改性浙江缙云产天然沸石,通过静态吸附实验考察天然沸石及改性沸石对溶液中氨氮的吸附能力及机制,结果表明,NaCl改性可以提高沸石对氨氮的吸附能力。天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附动力学过程符合“初期快速吸附,后期缓慢稳定”的特点。假二级动力学模型适合描述天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程,颗粒内扩散模型仅适合于描述吸附反应初期天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程。天然沸石和NaCl改性沸石对溶液中氨氮的吸附过程满足Langmuir和Freundlich等温吸附模型。90℃ NaCl改性沸石、30℃ NaCl改性沸石及天然沸石的氨氮饱和吸附量分别为19.5 mg/g、17.8 mg/g和17.2 mg/g。离子交换作用决定了溶液中氨氮向天然沸石及NaCl改性沸石的全部转移量。     

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。     

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。     

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。     

不同滤料处理滤后水低浓度氨氮的效果研究

在给水工艺滤池后接上滤柱,对比不同滤料处理滤后水中氨氮的效果。试验表明:相同体积的颗粒活性炭和天然沸石,除氨氮效果前者优于后者。活性炭生物生长初期受温度影响大,除氨氮效果不好,生物膜成熟后,处理效果稳定,受温度影响小,处理容量大运行周期长。无机盐处理过的改性沸石除氨氮效果优于天然沸石,平均去除率提高了9%。不同粒径的沸石处理氨氮的能力不同,沸石粒径大,其比表面积小,处理氨氮容量小,短期内就容易饱和,但粒径也不易过小,容易堵塞滤柱,降低除氨氮效果。