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氨氮是水环境中氮的主要形态之一,是水体富营养化和环境的一种重要污染物。目前对含氨废水的处理尤其是低浓度含氨废水的处理尚未有十分有效的处理技术,试验以氨氮为吸附质,选用对氨氮有较强的选择性吸附性能的天然斜发沸石为吸附剂,研究天然斜发沸石在含氨废水中的吸附性能,再生性能及其影响因素,分析沸石用于去除低浓度含氨废水的可行性。
斜发沸石具有较高的离子交换能力和高氨氮选择性,并能成为硝酸菌的载体,利于将氨氮氧化成硝酸盐。近10年来,国内外学者在沸石处理含氨氮废水及沸石再生、沸石的吸附容量、沸石离子交换平衡方程和动力学过程等方面的研究较多。沸石对氨氮吸附饱和后,通常采用化学方法进行再生(再生液通常选用NaCl)。
根据试验可知,沸石吸附氨氮是一种快速吸附
、缓慢平衡的过程,在开始前3h,沸石对废水中氨氮的吸附速率随时间的延长而迅速增加,斜发沸石对氨氮的去除率达到92.71%,进一步延长反应时间吸附速率增加缓慢,这是因为当斜发沸石吸附溶液中的NH4+达到饱和后,溶液中会有离子交换和吸附平衡,此时延长时间也不能大幅度提高氨氮去除率,直至7h后氨氮去除率保持不变,此时可认为,沸石吸附饱和,此时对氨氮的去除率为93.61%,因此选择吸附时间为3h。
热改性是在一定温度下对沸石加热处理,通过不同温度焙烧可以使沸石空隙内的水分子、碳酸盐和有机物等杂质去除,随着焙烧温度的升高,可使沸石依次失去表面水,水化水和结构骨架中的结合水,减小水膜对污染物的吸阻能力,使沸石的离子交换性能和比表面积得到改善和增大,从而提高对氨氮的去除效果。但过高的温度会破坏沸石的结构,甚至丧失其原有的离子交换性能。经过℃左右焙烧改性后,沸石的氨氮吸附量略微提高,超过℃后吸附量明显下降,说明沸石的结构逐渐被破坏。