改性斜發沸石處理高濃度氨氮廢水
摘要：采用NaOH堿熔法對縉云斜發沸石進行處理,采用正交實驗對堿熔法改性沸石的最佳條件進行了選擇并對改性前后的沸石進行粉末X射線衍射(XRD)、電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-AES)和掃描電鏡(SEM)表征；詳細研究了所得改性沸石在氨氮廢水處理中的凈化性能。結果表明,處理沸石的水熱溫度對氨氮去除效果的影響最顯著；堿熔法處理可使縉云斜發沸石轉變為低硅鋁比的Na-P型分子篩,它對氨氮廢水的NH4+-N具有優異的吸附性能。當改性沸石投加量為5g,對100mL濃度為1000mg·L-1氨氮溶液,氨氮去除率可達77.8%,改性沸石吸附NH4+-N是一快速吸附過程,且能較好地符合Langmuir吸附等溫模式,偏向于單分子層的吸附。
關鍵詞：氨氮廢水，正交試驗，Na-P型分子篩，Langmuir吸附
隨著工業的發展，中（50-500mgNH3-N·L-1）、高(＞500mgNH3-N·L-1)濃度的氨氮廢水排放日益增多。在過高濃度氨氮廢水中，氨氮可被微生物轉化為毒害較大的硝態氮、亞硝態氮等，易對人體及水中生物產生一定的毒害作用，也容易引起水中藻類及微生物大量繁殖，形成水體富營養化污染，從而降低水的質量，消耗水體中的溶解氧，致使水中生物死亡。因此，水體中氨氮的去除有至關重要的意義。目前，由于對氨氮廢水的控制日益嚴格，對高濃度氨氮廢水的處理愈來愈引起關注。
氨氮去除的方法很多，目前主要有吹脫法、化學沉淀法、硝化與反硝化等。吹脫法所需空氣量較大，受環境的溫度影響大，能量消耗大，因此運行成本高。硝化與反硝化因微生物對外界環境要求較高，占地面積大、低溫時效率低、且操作繁瑣，對于高濃度氨氮廢水還要大量稀釋。化學沉淀法處理費用高，日常維護困難，限制了其廣泛應用。這些方法雖然可以有效除去氨氮，但現實應用中存在一定的缺點。
本文采用堿熔-水熱法處理沸石可以達到改良沸石品質的目的。在熔融過程中沸石中的硅鋁礦物及部分雜質轉化為可溶性的硅鋁酸鹽，加水后又轉變成無定型的硅鋁酸鹽凝膠，水熱反應形成新的高純度分子篩。通過控制整個過程，得到低硅鋁比的分子篩，從而增加分子篩中陽離子交換點，增大分子篩的陽離子交換容量。KangSJ等人就通過堿熔-水熱法改性韓國天然沸石,得到了高純度的合成沸石Na-P、Na-X和羥基方鈉石。本文在此基礎上，對縉云斜發沸石進行堿熔法改性，通過正交試驗確定了改性的最佳用量及條件，并且探討了改性產物對氨氮吸附的動力學研究，為高濃度氨氮廢水處理提供了理論依據。
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