深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用

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沸石去除水中氨氮的作用机理

沸石去除水中氨氮的作用机理

沸石去除水中氨氮的作用机理沸石是由碱金属或碱土金属组成的含水网状铝硅酸盐物质,具有架状结构在其晶体内部分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多空腔,通常情况下该空腔为水分子及金属阳离子所占据其化学通式为:MxDy[AL(X+2y)si(x+2y)O2]·mH2O,分子中的阳离子(SI,AL)和O一起构成四面体格架,称为结构阴离子。

在这种结构阴离子中,中心是Si(或AL)原子,每个Si(或AL)原子的周围有4个O原子,各个sI/O四面体通过处于四面体顶点的O原子互相连接起来,形成许多宽阔的孔穴和空道,使得沸石具有很大的比表面(通常为400-800㎡/g)。

通常情况下沸石空腔中的水分子、金属阳离子与沸石骨架离子的联系是松弛而微弱的。

这些水分子及阳离子可以自由地移动和出入孔道而不影响其骨架构造沸石这种格架结构决定了它具有较高的交换吸附性能。

沸石具有较大的比表面积孔穴和孔道结构的存在使得沸石可以吸附大量的分子或离子。

2沸石对氨氮去除机理沸石对氨氮的去除以物理吸附作用与离子交换作用为主,其,吸附作用具有“快速吸附缓慢平衡”的特点。

2.1吸附作用在沸石的组成结构中,sio4和alo4以共角顶的形式联成硅铝氧格架四在格架中形成了许多宽阔的孔穴和孔道(占晶体总体积的50%以上),使得天然沸石具有比表面积大(通常在440-1030㎡/g),天然沸石往往孔径均匀因而可以产生“超孔效应”,在沸石表面所具有的强大色散力作用下,沸石孔穴中分布的阳离子和部分架氧所具有的负电荷相互平衡,使得沸石又具有较强的色散力和静电力作用加之沸石所特有的分子结构而形成的较大静电引力使沸石具有相当大的引力场,由以上四种因素的综合作用使得沸石具有很强的吸附性与其他吸附剂相比,沸石具有吸附量大、高选择性和高效吸附等特点。

2.2离子交换作用离子交换是指沸石晶体内部阳离子与废水中NH4+进行交换的化学过程:在硅铝氧四面体基本单元中部分氧原子的价键未得到中和,使整个四面体基本单元带有部分的负电荷,为达到电性中和,该四面体基本单元中缺少的正电荷会由附近带正电的碱土金属离子阳离子(如K+、Na+、Ca2+、Mg2+)来补偿;废水中的Nh4+直径小于沸石的孔穴通道直径,通过沸石的吸附作用容易进入孔穴到达沸石表面,并与沸石晶格中碱土金属离子阳离子发生交换并将其置换下来,而且离子交换后的沸石并不发生结构变化,这使沸石具有离子交换特性。

沸石在氨氮废水处理中应用进展

沸石在氨氮废水处理中应用进展

+ 分子 和 离 子 将 不 能 进 入, 而 NH4 的 离 子 半 径 为 0. 286 nm, 很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换 ,
沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力, 其交换能 [3 ] 。 利用沸石的 力远大于活性炭和离子交换树脂 离子交换吸附能力去除废水中的氨氮包括吸附阶段 和沸石再生阶段, 沸石吸附氨氮阶段反应式为:
( 1. College of Chemical,Tianjin University,Tianjin 300192 ,China; 2. College of Chemical and Pharmaceutical Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang 050018 ,China) Abstract: Biozeolite technology is capable of buffering shock loads well. It can be used in advanced wastwater treatment in combination with other process to remove various kinds of nitrogen in the wastewater effectively and can be recycled. The principle of ammonianitrogen removal by zeolite and its regeneration mechanism are briefly introduced. The applications of natural zeolite, modified zeolite and biozeolite in removal of ammonia from wastewater both in China and abroad are summarized. The potential value of zeolite in treatment of ammonianitrogen wastwater is prospected. Key words: natural zeolite; modified zeolite; biozeolite; wastewater treatment; removal of ammonianitrogen

沸石在废水脱氨氮中的应用_沸石离子交换脱氨氮

沸石在废水脱氨氮中的应用_沸石离子交换脱氨氮

沸石在废水脱氨氮中的应用:( )沸石离子交换脱氨氮汪 超, 冯晓西, 顾印玉, 乌锡康(华东理工大学环境工程研究所,上海200237)摘 要:沸石离子交换脱氨氮是废水脱氨氮方面的一种深度处理技术,适用于氨氮废水的二级或三级处理。

重点介绍沸石的结构特性、沸石离子交换脱氨氮的原理及其影响因素的研究进展。

关键词:沸石;废水;氨氮;离子交换作者简介:汪 超(1978~),男,硕士生。

由于工农业的发展,人口的剧增及城市化,大量含氨氮的生活污水和工业废水被排入天然水体。

存在于水中的氨氮对人体有一定的毒害作用,对水中的生物也有一定的毒性,有报道对鱼类的致毒剂量为2.6×10-2m L [1]。

氨氮还是高耗氧性物质,氧化每毫克N H 32N 成NO -32N 要消耗4.57m g 的溶解氧,较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭[2]。

在给水系统中,过高的氨氮浓度还会使消毒剂的耗量增大。

出厂水中氨氮的存在会使给水管网极易繁殖微生物,形成生物膜腐蚀管道。

其氧化的中间产物亚硝酸盐氮还对健康有害[3]。

作为一种无机营养物质,氨氮还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因。

废水脱氨氮方面,普遍认为生物脱氨氮最经济[4],但生化法一般难以实现氨氮的完全去除。

采用沸石离子交换法可以对氨氮废水进行深度处理,达到完全脱除氨氮的目的。

沸石是一种无毒、无害的天然矿物,在几种具有环境保护作用的工业矿物中,沸石独占熬头[5]。

沸石对N H +4具有较强的选择吸附性能,与人工合成的离子交换树脂相比,在有干扰阳离子特别是水中硬度(Ca 2+、M g 2+)存在时,有更好的脱铵效果。

从经济的观点来看,沸石在许多国家广泛存在且成本低廉,用沸石离子交换法脱除废水中的铵也是可行的。

1 沸石的结构特性沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,是30多种沸石族矿物的总称。

在世界40多个国家的火山碎屑沉积岩中,已发现有1000多余处沸石产地。

沸石处理氨氮废水

沸石处理氨氮废水

沸石处理氨氮废水沸石是一种广泛分布、开采量高且价格便宜的离子交换物质,被广泛用于处理废水中的氨氮。

吸附法是一种常用的脱氮处理方法,国内外已经提出了多种可行的工艺。

吸附剂的性质、再生方法和作用时间等因素都会影响氨氮的去除效果。

沸石、粉煤灰和膨润土等吸附剂都被广泛研究。

氨氮的去除原理主要包括非离子氨的吸附和离子氨的离子交换作用。

在废水处理实践中,有些废水经过二级处理后仍无法达到排放标准,需要进行深度脱氮处理。

吸附法也被用于这种情况。

沸石吸附法已经在美国和日本实现了工业化应用。

其主要使用固定床吸附柱,以斜发沸石为吸附剂,粒径为0.8-1.7mm,空速为5-10h-1,进水氨氮浓度为20mg/L,出水氨氮浓度小于1mg/L。

沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,具有空旷的骨架结构和大的比表面积。

其晶穴体积约为总体积的40%-50%,孔径大多在1nm以下。

沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用,并且具有耐酸、耐碱、热稳定等性能。

斜发沸石在离子交换和定量处理方面,对NH4+-N具有较好的选择性,因此可以用于污水脱除氨氮处理工艺,脱氮率可达90%-97%。

工业上沸石除氨装置较为简单,一般为一圆柱形滤器。

沸石的交换容量受到杂质的影响,纯度较高的沸石交换容量不大于200meq100g,一般为100-150meq100g。

斜发沸石在反复再生后对NH4+的吸附交换能力影响不大,但在污水中共存阳离子如Ca2+时,沸石的交换能力会呈不可逆性降低。

沸石的再生处理方法有利用NaOH或NaCl溶液的化学溶液再生和500℃-600℃的高温条件下将沸石中的NH4+转变为NH3气体的燃烧法再生。

沸石在水处理中的应用

沸石在水处理中的应用

沸石在水处理中的应用沸石在水处理领域的应用,国内外学者们已经做了比较广泛深入的研究,沸石是一种天然矿物,具有成本低、处理效果好的特点,在水污染处理中应用可以降低处理的成本;应用沸石的处理设备比较简单,沸石用于去除氨氮、有机污染物质、金属元素、射性物质、杀菌等都有明显的效果,可以用于处理废水,是一种有发展前途的水处理材料。

但是,我国在环保方面对沸石的开发利用与国外发达国家相比起步晚、水平低、速度慢。

目前,我国对沸石矿产资源的开发仍处于初级阶段,应加强沸石在污水处理材料方面的研究,力求开发新产品,并尽快将其转化为生产力,以适应社会发展的需要,使廉价的沸石在环保方面发挥更大作用。

另外,由于沸石在水处理中的研究与应用越来越多,所以应重视吸附饱和沸石的最终处置问题,避免造成二次污染。

1、去除水中氨氮氨氮存在于许多工业废水中,氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻亡。

氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率。

利用沸石去除生活污水以及工业废水中的氨氮,国内外已有较多的研究。

沸石构架中有一定的空腔和孔道,决定其具有吸附、离子交换作用。

又因为天然沸石是一种较廉价的矿物质,成本较其它吸附剂低,再生成本低,再生液经吹脱后可重复利用,由此表明沸石是一种较为理想的脱氮吸附剂。

2、去除废水中的重金属离子镉、汞、铅、锌等重金属离子是造成环境污染、对人体极为有害的物质,消除方法有活性炭吸附法、溶剂萃取法和离子交换法等。

实验表明,用沸石特别是用NaOH,HCl和NaCl 处理过的沸石处理上述重金属离子效果较好,被沸石吸附交换的重金属离子,还可浓缩回收,沸石经处理也可再生使用。

3、去除水中的氟氟是电负性最高的元素,是相当活泼的非金属元素,当氟离子大量存在时,有毒性作用。

沸石离子交换法在废水脱氨氮中的应用

沸石离子交换法在废水脱氨氮中的应用

沸石离子交换法在废水脱氨氮中的应用1 前言氨氮以离子态铵(NH+4) 和游离态氨(NH3)2种形式存在于水体中,主要来源于工业废水(如焦化废水、味精废水等)以及城市生活污水,部分来自天然水体中蛋白质的分解或在一定条件下亚硝酸氮、硝酸氮的转化。

NH3是一种无色有刺激性的碱性气体,极易溶干水,水体中的NH3对水生生物有毒性影响,对鱼类的致毒剂量为2.1×10-2mg/L[1],对人体也有一定的危害,可进入体内合成亚硝基化合物,诱发疡变[2]。

目前,世界各国对水中的氨氮都有严格的控制指标。

一般采用生物硝化反硝化处理技术来实现废水脱氨氮,但这种常规的生化处理技术难以实现氨氮的完全去除,很难使水质达到饮用水标准。

与生化处理相比,物化处理脱氨氮技术可以实现氨氮的深度处理,并且操作弹性大、效率高、投资省、占地小[3]。

其中沸石离子交换法,因沸石对NH4+有较强的选择吸附性能而颇受国内外学者的关注。

2 沸石的结构特性沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,是30多种沸石族矿物的总称。

在世界40多个国家的火山碎屑沉积岩中,已发现有1000多处沸石产地。

常见的主要矿物有钠沸石、钙沸石、方沸石、束沸石、主沸石、浊沸石、毛沸石、斜发沸石、丝光沸石等,它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。

其化学通式可以表示为:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y•[Alx+ySin-(x+2y)O2n]•mH2O。

其中,x为碱金属离子个数,y 为碱土金属离子个数,n表示铝硅离子的个数之和,m表示水分子的个数[4~6]。

构成沸石结晶阴离子型架状结构的最基本单位是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。

在这种四面体中,中心是硅(或铝)原子,每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子,各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来,形成所谓的巨大分子。

其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和,使得整个铝氧四面体带有1个负电荷,为保持电中性,附近必须有1个带正电荷的金属阳离子(M+)来抵消极性(通常是碱金属或碱土金属离子)。

沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展

沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展

沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展沸石分子筛吸附污水中氨氮的研究进展随着工农业的发展,污水处理成为了一项重要的环保任务。

氨氮是污水中常见的一种污染物,具有毒性和刺激性,对水环境和生态系统造成严重危害。

因此,研究高效、经济的氨氮去除技术成为了当前环境保护领域的热点。

沸石分子筛作为一种常用的吸附剂,受到了广泛关注,并在氨氮吸附领域取得了显著的研究进展。

沸石是一种富含硅酸盐的多孔矿物,具有较高的比表面积和丰富的通道系统。

由于其独特的化学结构和物理性质,沸石分子筛具备了良好的吸附能力,可以有效地吸附污水中的氨氮。

沸石分子筛吸附氨氮的机制主要包括离子交换和物理吸附两种方式。

在离子交换中,沸石分子筛表面的阳离子与氨氮中的氨离子发生交换反应,将氨离子固定在其孔隙结构中。

物理吸附则是通过静电力、范德华力等相互作用力,将氨氮吸附到沸石分子筛表面。

这两种吸附方式形成了丰富的吸附位点,大大提高了沸石分子筛对氨氮的吸附能力。

研究者们通过调控沸石分子筛的孔径、表面性质和晶体结构等参数,进一步提高了其对氨氮的吸附效果。

其中,改变孔径是一种较为常见的方法。

研究发现,较小孔径的沸石分子筛具有较高的氨氮吸附能力。

这是因为小孔径可以增加分子筛表面积与体积的比值,提高了吸附位点的密度,从而增强了吸附效果。

此外,研究者还通过改变分子筛表面的官能团,引入诸如羟基、胺基等亲水官能团,增加了分子筛与水中氨氮之间的亲和力,提高了吸附效果。

除了调控分子筛本身的性质外,研究者还通过改变吸附条件,进一步优化了吸附效果。

例如,调节溶液的pH值、温度和初始氨氮浓度等。

实验证明,酸性条件下沸石分子筛的吸附效果较好,这是因为在酸性环境中,氨氮更容易解离为氨离子,便于其与分子筛表面的阳离子发生离子交换反应。

另外,适当提高温度可以增加活化能,促进吸附过程的进行;而增大初始氨氮浓度可以增加吸附位点的利用率,提高吸附效果。

近年来,沸石分子筛在氨氮去除领域得到了广泛应用。

污水处理沸石 (2)

污水处理沸石 (2)

污水处理沸石污水处理沸石是一种常用的污水处理材料,具有高效、环保的特点。

下面将详细介绍污水处理沸石的标准格式文本。

一、引言污水处理是一项重要的环保工作,对于保护水资源、改善环境质量具有重要意义。

沸石作为一种常用的污水处理材料,具有吸附、离子交换等特性,被广泛应用于污水处理领域。

本文将详细介绍污水处理沸石的工作原理、应用范围、操作方法以及效果评价等内容。

二、工作原理沸石是一种具有多孔结构的矿物,其内部孔隙可以吸附并固定污染物。

在污水处理过程中,沸石通过吸附、离子交换等作用,将污染物从水中分离出来。

同时,沸石还可以调节水的pH值,达到中和酸碱的作用。

通过这些作用,沸石可以有效去除水中的悬浮物、有机物、重金属离子等污染物。

三、应用范围污水处理沸石广泛应用于工业废水处理、城市污水处理、农村污水处理等领域。

在工业废水处理中,沸石可以去除工业废水中的重金属离子、有机物等污染物,达到排放标准。

在城市污水处理中,沸石可以去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮等污染物,提高水质。

在农村污水处理中,沸石可以去除农田排水中的农药残留、重金属离子等污染物,保护农田环境。

四、操作方法1. 沸石的选择:根据不同的污水特性选择合适的沸石种类,如Na型沸石、Ca型沸石等。

2. 沸石的处理:将沸石进行破碎、筛分等处理,以增加其表面积和孔隙率,提高吸附能力。

3. 沸石的填充:将处理后的沸石均匀填充到污水处理设备中,形成一定的沸石层。

4. 污水处理:将待处理的污水通过沸石层,让污水与沸石充分接触,实现污染物的吸附、离子交换等作用。

5. 沸石的再生:当沸石吸附饱和后,可以通过高温煅烧等方法进行再生,使其恢复吸附能力。

五、效果评价对于污水处理沸石的效果评价,可以从以下几个方面进行考虑:1. 去除率:通过对处理先后水样进行分析,计算出沸石对污染物的去除率,评估其去除效果。

2. 出水水质:分析处理后的水样,检测水质指标,如悬浮物浓度、COD浓度等,评估出水水质是否符合排放标准。

污水处理沸石

污水处理沸石

污水处理沸石污水处理沸石是一种常用的污水处理材料,具有高效、环保、经济等特点。

下面将详细介绍污水处理沸石的标准格式文本。

一、引言污水处理是保护环境、维护生态平衡的重要措施之一。

沸石作为一种优秀的污水处理材料,具有吸附、交换、筛分等多种功能,广泛应用于污水处理领域。

本文将重点介绍污水处理沸石的原理、应用范围、工艺流程以及效果评价等方面的内容。

二、原理沸石是一种具有多孔结构的矿物质,其主要成分是硅酸盐。

污水处理沸石通过沸石孔隙的吸附、交换作用,能够有效去除污水中的悬浮物、有机物、重金属离子等污染物。

沸石具有较大的比表面积和孔隙体积,能够提供充足的吸附位点,使得污水中的污染物得以吸附在沸石表面,从而实现污水的净化。

三、应用范围污水处理沸石广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理等领域。

具体应用包括但不限于以下几个方面:1. 污水预处理:将污水中的大颗粒杂质、悬浮物等通过沸石的筛分功能去除,为后续处理提供良好的水质条件。

2. 有机物去除:沸石具有良好的吸附性能,能够有效去除污水中的有机物,如油脂、蛋白质、颜料等。

3. 重金属去除:沸石的交换功能可以将污水中的重金属离子与沸石表面的阳离子进行交换,从而实现重金属的去除。

4. 氨氮去除:沸石对氨氮有较好的吸附能力,可以将污水中的氨氮去除,降低水体中氨氮含量,减少对水生态环境的影响。

四、工艺流程污水处理沸石的工艺流程主要包括预处理、吸附处理、再生等环节。

具体流程如下:1. 污水预处理:将污水经过格栅、沉砂池等设备进行初步处理,去除大颗粒杂质和悬浮物。

2. 沸石吸附:将预处理后的污水通过喷淋或流动床等方式与沸石接触,使污水中的污染物被沸石吸附。

3. 沸石再生:当沸石吸附饱和时,需要进行再生。

常用的再生方式包括热解、水洗等,将吸附在沸石上的污染物去除,使沸石恢复吸附能力。

4. 沸石回用:经过再生处理的沸石可以被循环使用,降低了成本和资源消耗。

五、效果评价污水处理沸石的效果评价主要包括出水水质、去除率、处理效率等指标的评估。

沸石去除污水中氨氮的研究

沸石去除污水中氨氮的研究
进行 反 冲洗 , 用 5 并 %的 , 所得结果见表 3 从表中数据可以看出, 括化
裹 3 几种材料除氨结果




H=10m .

H 1 2
圉 2 沸石装填高度对除氨效果的影响
l -
当滤柱 的内径、 沸石粒径 、 滤速一定 , 通水量相差 不 大时 , 柱高 与脒 氨率有 关. 沸石 随着滤柱高度 的增 加, 沸石对氨的去除率也增加. 当沸石柱较 高时 , 下 层的沸石先与污水接触 , 进行离子交换吸附, 经交换 吸附后 , 水中的氨氮浓度下降并从下层移到上层 , 继 续进行交换吸附 , 上层沸石起保护层的作用 . 当沸石 柱较短时 , 氨离子在沸石柱 中还未充分交换 , 就已流
中圈分类 号 :5 X2
文_ 标识码 : t A
随着工农业生产的迅猛发展 , 大量工业废水 、 生
的比表面积极大(0 -80m / )具有良好吸附性 40 0 2g , 能. 沸石构架上的平衡 阳离子和水分子与格架结合 的不紧密 , 极易与周围水溶液里的 阳离子发生 交换 作用 , 交换后的沸石结构不被破坏 , 这就使沸石具有 阳离子交换特性.
利用沸石 的吸附与离子交换作用可 以除氨, 其 去除水中氨氮以及再生过程的机理可用如下反应式
表示 :
除氨过程:—N + H+ Z H + N z a N 4 一 _N a
再 生过 程 :- 唧 +N Z Na Z呻 a 一 _ +N + H4
在 . 的活性污泥法能将有机氮化物转化为氨氮, 传统 却不能有效去除之 . 常用 的一些去除氨氮的方法如 气提法 、 阴离子交换树脂法 、 生化法都园设备复杂、 成本高 、 除氨效果不理想难以有效解决这个问题 . 由 于沸石 对 氨氮较 高 的选 择性 , 可被 应用 于这一领

污水处理沸石

污水处理沸石

污水处理沸石污水处理沸石是一种用于污水处理的常见材料,它具有优异的吸附性能和催化活性,能够有效去除污水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物。

本文将详细介绍污水处理沸石的定义、原理、应用领域、工艺流程和效果评价等方面的内容。

一、定义污水处理沸石,又称为污水处理用沸石,是指将沸石作为主要吸附材料或者催化剂,用于污水处理过程中去除污染物的一种技术。

沸石是一种天然或者合成的微孔晶体,具有大比表面积、高孔隙度和良好的离子交换性能,因此被广泛应用于污水处理领域。

二、原理污水处理沸石的去污原理主要包括物理吸附、化学吸附和离子交换等过程。

沸石的微孔结构能够提供大量的吸附位点,吸附有机物和重金属离子等污染物。

同时,沸石表面的活性位点还能够发生化学反应,催化降解有机物。

此外,沸石还具有良好的离子交换性能,能够去除污水中的氨氮等离子污染物。

三、应用领域污水处理沸石广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理站等各类污水处理设施。

它可以用于处理生活污水、工业废水和农业污水等不同类型的废水。

此外,污水处理沸石还可用于污水再生利用、水质净化和环境保护等领域。

四、工艺流程污水处理沸石的工艺流程包括进水、预处理、吸附/催化、分离和排放等步骤。

1. 进水:将待处理的污水通过管道引入处理系统。

2. 预处理:对污水进行初步处理,包括除砂、除油和调节水质等过程,以减少对后续处理单元的影响。

3. 吸附/催化:将经过预处理的污水与沸石接触,利用沸石的吸附和催化性能去除污染物。

根据实际需要,可选择固定床吸附、流动床吸附、扩散吸附等不同的处理方式。

4. 分离:将经过吸附/催化的污水与沸石分离,普通采用过滤、离心、膜分离等方法进行固液分离。

5. 排放:将处理后的污水排放到环境中,需要满足国家相关的排放标准。

五、效果评价评价污水处理沸石的效果主要从去除率、处理效率和经济性等方面进行。

1. 去除率:指污水处理沸石对污染物的去除效果。

可以通过测定进出水中污染物浓度的变化,计算去除率进行评价。

改性沸石的制备及去除废水中氨氮的研究论文

改性沸石的制备及去除废水中氨氮的研究论文

改性沸石的制备及去除废水中氨氮的研究
摘要
本文通过改性沸石的制备实验,研究了其在去除废水中氨氮方面的应用。

实验结果表明,经过改性处理的沸石具有很好的去除废水中氨氮的性能,表现出较高的吸附效率和良好的重复使用性。

该研究有望为废水处理领域提供一种有效、经济的氨氮去除方法。

引言
废水中的氨氮是一种常见的污染物,对水体环境造成了严重的危害。

因此,开发高效、经济的氨氮去除方法至关重要。

改性沸石因其较大比表面积和丰富的孔结构而被广泛用于吸附废水中的有机物和无机物。

本文旨在探讨改性沸石在去除废水中氨氮方面的应用。

实验方法
1.实验材料准备:
–沸石原料
–改性试剂(如盐酸、聚乙二醇等)
–实验废水(含氨氮)
2.沸石的改性:
–将沸石与适量的改性试剂混合反应,经过一定处理后得到改性沸石。

3.氨氮吸附实验:
–将改性沸石与实验废水中的氨氮进行接触反应,记录吸附后的氨氮浓度,并计算吸附率。

4.实验数据处理:
–对实验数据进行统计和分析,得出改性沸石在去除废水中氨氮方面的性能指标。

实验结果与讨论
经过实验研究,我们发现改性沸石具有良好的去除废水中氨氮的性能。

在实验条件下,改性沸石对废水中的氨氮有较高的吸附率,且对重复使用的稳定性较好。

这说明改性沸石在废水处理领域有很大的应用潜力。

结论
通过本文的研究,我们验证了改性沸石在废水中氨氮去除中的有效性。

改性沸石具有良好的去除性能和稳定性,在废水处理中具有广阔的应用前景。

未来的研究可以进一步探讨改性沸石的制备方法、吸附机理等方面,以实现更好的废水处理效果。

污水处理沸石

污水处理沸石

污水处理沸石污水处理沸石是一种用于污水处理的重要材料,它具有很高的吸附能力和催化活性,能够有效去除水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物。

在污水处理过程中,沸石可以起到过滤、吸附和催化反应等多种作用,从而将污水中的有害物质转化为无害物质,提高水质的净化效果。

一、沸石的基本介绍沸石是一种天然的矿石,主要成分是硅酸盐矿物,具有多孔结构和大比表面积。

它的孔隙结构可以提供大量的吸附位点,使其具有很高的吸附能力。

同时,沸石还具有良好的离子交换性能,可以有效去除水中的重金属离子。

二、沸石在污水处理中的应用1. 沸石作为过滤材料沸石的多孔结构可以用作过滤材料,通过物理隔离的方式去除污水中的悬浮颗粒和大分子有机物。

通过将污水通过装有沸石的过滤器进行过滤,可以有效去除污水中的固体颗粒,提高水质的澄清度。

2. 沸石作为吸附剂沸石的孔隙结构和大比表面积使其成为一种优秀的吸附剂。

它可以吸附水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物。

通过将污水与沸石接触,污染物会被沸石表面的吸附位点吸附,从而达到净化水质的目的。

3. 沸石作为催化剂沸石具有良好的催化活性,可以加速污水中有机物的降解和氨氮的氧化。

通过将沸石与一定的催化剂配合使用,可以在污水处理过程中加速有机物的降解反应,提高处理效率。

三、沸石的优势和应用前景1. 高吸附能力和催化活性沸石具有很高的吸附能力和催化活性,可以有效去除水中的污染物。

其孔隙结构和大比表面积使其具有更多的吸附位点,能够吸附更多的污染物,提高处理效果。

2. 可再生性和循环利用沸石可以通过热处理等方式进行再生,使其恢复吸附和催化活性。

这样可以减少材料的消耗,降低处理成本。

同时,沸石也可以进行循环利用,提高资源利用效率。

3. 广泛的应用领域沸石不仅可以用于污水处理,还可以应用于工业废水处理、饮用水净化、空气净化等领域。

其多功能性和高效性使其在环境保护和资源回收利用方面具有广阔的应用前景。

四、沸石的应用案例1. 污水处理厂中的沸石过滤器在污水处理厂中,常常使用沸石过滤器来进行初级处理。

污水处理沸石

污水处理沸石

污水处理沸石污水处理沸石是一种常用的水处理材料,用于去除水中的污染物和有害物质。

它是一种天然矿石,主要成分是硅酸盐矿物,具有良好的吸附性能和催化活性。

在污水处理领域,沸石主要用于去除水中的重金属离子、有机物和氨氮等污染物。

一、沸石的吸附性能沸石具有高度的孔隙结构和表面积,能够提供大量的吸附活性位点,从而有效吸附水中的污染物。

其孔隙结构包括微孔、中孔和大孔,能够适应不同尺寸的污染物分子。

此外,沸石表面带有一些氧化铝和氢氧化铝等活性位点,具有一定的离子交换能力,可吸附水中的离子污染物。

二、沸石的应用1. 去除重金属离子沸石对重金属离子具有较高的吸附能力,如铅、镉、铬等。

其吸附机理主要是离子交换和表面络合作用。

通过调节沸石的孔隙结构和表面性质,可以实现对不同重金属离子的高效去除。

2. 去除有机物沸石对有机物的吸附能力主要依赖于其孔隙结构和表面性质。

一般而言,较大的有机分子更容易被吸附,而较小的有机分子则需要较高的温度和压力条件下才能实现吸附。

通过改变沸石的孔隙结构和表面性质,可以提高其对不同有机物的吸附效果。

3. 去除氨氮沸石对氨氮的吸附主要是通过离子交换作用实现的。

沸石表面的活性位点可以与氨氮中的离子交换,将其吸附在沸石表面。

此外,沸石还可以通过催化氧化作用将氨氮转化为无害物质。

三、沸石的优势1. 高效去除污染物沸石具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,能够提供更多的吸附位点,从而实现高效去除水中的污染物。

2. 环保可持续沸石是一种天然矿石,无毒无害,不会对环境造成污染。

此外,沸石可以通过再生和重复利用,具有较长的使用寿命。

3. 操作简便沸石的使用和维护相对简单,只需将其放置在污水处理设备中,定期清洗和再生即可。

四、沸石的应用案例1. 污水处理厂沸石可以作为污水处理厂的主要处理材料,用于去除污水中的重金属离子、有机物和氨氮等污染物。

通过合理的工艺设计和沸石的应用,可以实现污水的净化和回用。

2. 工业废水处理沸石可以应用于工业废水处理中,去除废水中的有机物和重金属离子。

沸石吸附氨氮问题

沸石吸附氨氮问题

沸石吸附氨氮问题沸石吸附氨氮技术是一种广泛应用的废水处理技术。

其原理是利用沸石对氨氮的吸附能力,将废水中的氨氮去除,以达到净化水质的目的。

一、沸石简介沸石是一种具有巨大表面积的矿物,其内部结构可以提供许多吸附位点,这些位点对许多离子,包括氨氮,具有很强的吸附能力。

这些特性使得沸石在废水处理领域具有广泛的应用前景。

二、氨氮去除原理氨氮是废水中的一种常见污染物,其存在会对水生生态系统产生负面影响。

沸石吸附氨氮的原理主要是通过物理吸附和离子交换,将废水中的氨氮分子吸附到沸石的表面或内部,进而将氨氮从废水中分离出来。

三、应用优势1. 高效去除氨氮:沸石对氨氮的吸附能力很强,可以高效地去除废水中的氨氮。

2. 持久性:沸石的吸附效果可以持续很长时间,大大减少了废水的处理时间。

3. 适用范围广:沸石对不同种类的离子和有机物也有一定的吸附能力,因此在废水处理中具有广泛的应用前景。

4. 环保性:沸石是一种可重复利用的矿物,不会产生二次污染。

四、应用领域及前景沸石吸附氨氮技术已广泛应用于工业废水、生活污水、养殖业废水和市政污水处理等领域。

随着环保要求的不断提高,沸石吸附氨氮技术将在未来的废水处理领域发挥越来越重要的作用。

五、注意事项1. 沸石的选用:不同的沸石对氨氮的吸附能力不同,应根据废水的性质选择合适的沸石。

2. 维护保养:沸石在使用过程中需要定期进行清洗和再生,以保证其吸附效果。

3. 安全性:使用沸石处理废水时,应注意安全,避免对人体和环境造成危害。

综上所述,沸石吸附氨氮技术具有高效、持久、适用范围广、环保等优点,未来将在废水处理领域发挥越来越重要的作用。

沸石用于去除废水中的氨氮

沸石用于去除废水中的氨氮
f r d ed v l p n fz o iea p ia i n i s e tr te t e t 0 1 e eo me t e l p l t n wa t wa e r m n . o t c o a Ke r s Z o i A y wo d e le t mmo i to e Ad o p in I - e c a g na Ni g n r srt o o n x hne
收 稿 日期 :o 6 7 1 2 0 一O — 4
基金项 目 : 国博士后科学基金 (0 4 3 17 , 中 2 0 0 6 2 ) 教育部 留学 回国人员基金 (5 20 0 ) 7 7 1 0 5
吸附 能力 , 因而 可被 应用 于氨 氮废水 的处 理[ ] 5 。
沸石的改性或改型主要通过改变晶体内电场、 表面 、 孔径等, 改变沸石的吸附和离子交换特征 , 如 吸附速度、 吸附选择性 、 吸附容量等 , 以弥补天然沸
石 因矿 物种属 所 限导致 的性 能 不 足 。改性 和改 型
p n y tm -ln ra e t o ds se a dte t n ,weln y tm n o o t gs tm t, m t ds se a dc mp si  ̄ e ec ,wees mm a zd nle c a tr n ue o a n r u i r e .I fu n efco sa dr lsfr a s r t n a d in e c a g fa mo i to e yz l ewe ea ay e TKsp vd st esin ii a d tc nc lb ss d p i n o — x h n eo m o o nan r g nb e i r n lzd i o t . r ie h ce tf e h ia a i o cn

沸石在废水处理中的应用

沸石在废水处理中的应用
科I 1 l 技 论 坛

马 劲 Βιβλιοθήκη 沸石在废水处理 中的应用
丛旭 日 王君石
( 尔滨市市政 工程研究院, 哈 黑龙江 哈 尔滨 10 0 ) 5 0 0
摘 要: 沸石是一种具有优异功能的非金属矿物材料 , 本文介 绍了沸石的物理特征和处理废 水的机理 , 并对近几年沸石在废水处理应 用的研究 进展进行 了综合评述 , 对沸石在废水处理应用的前景进行 了展望。
Ke r s e lt ,wa twa e r ame t p l ai n y wo d :z o i e se tr t t n ,a p i t e c o
天然沸石 是当今 世界各 国十分重 视 的新 由于沸石具有很大 的吸 附表面, 以容纳 取决于有机物分子的极性和大小 , 可 极性分子较 兴非金属 矿产资源 , 它以优异的吸附、 子交换 相当多数 量的吸附物质,因而能 促使化学反应 非极性分子易被吸附 , 分子直径的增大 , 离 随着 被 性能正越来越广泛 地被应用在 “ 三废 ” 治理 中。 在其表面上进行, 以沸石又作 为有效 的催化 吸附进入空穴的机会就逐渐减少 。沸石去除水 所 沸石是以硅铝酸盐 为主的一类矿物 的总称 , 架 剂和催化载体。 另外沸石有 铝硅 酸盐格架 电荷, 中溶解状分子物质时 , 吸附起主要作用 , 而去除 状铝硅酸盐矿物 , 含水和碱( 或碱 土金属 )沸石 以及平衡离子 的电荷, 。 具有局部 的高电场和格 水中离子状污染物时离子交换和吸附两种行为 可分为天然沸石和合成沸石两大 类。天然 沸石 架 上产生 酸性位置, 因而可 以用 于加速 碳离子 共 同作用的结果 , 以离子交换为主 。 是 15 年瑞典 矿物学 家 A F c nt d 76 . . m s e 首先 型的反应。此外它还能 以交换具有催化活性的 - 2 去除废水 中的放射性物质 . 5 如 P 等) 使其 发现的。沸石作为一种具 有优异 功能的非金属 金属( n、 a , 能得 到最大程度的分散, 放射性 元素 C ,T是 核裂变产品 中的主  ̄S , r 矿物材料 , 在工业中有 广泛 的应用 。 其显著特点 保持高的活性同时又可减少贵金属的用量 。 要成分, 通常被排放到废水 中,沸石 的热稳定 是孔隙度高 、 比表面积大, 离子交换性 、 吸附性 、 2沸石在水处理 中的应用研究 性 和抗辐射性使其具有除 C+r 的优越性 . sS ,T 在 催化性 、 耐酸性 、 耐热性 、 辐射性等性能优异, 耐 21去除水 中氨氮 . 原子能工业中,当放射性废液中含有这类物质 因此被广泛用于石油化 工、 环境保护 、 牧业 、 农 氨氮存在于许多工业废水 中, 氨氮排入水 时,必须将它们储存到蜕变为稳定状态后 才能 建材工业 、 轻工业及高新尖端技术等领域。 国 体。 我 特别是 流动较缓慢的湖泊、 海湾 , 引起水 排除 。天然沸石对铯和锶有极强的交换去除能 容易 地域辽 阔, 沸石的种类颇 多, 前 已经发现 的沸 中藻亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌 力 , 目 不受辐射的影响 。 而且交换 了放射性离子的 石有斜发沸石、 丝光沸石 、 菱沸石 、 方沸石、 片沸 处理过程增大 了用 氯量 ; 对某些金属 , 特别是对 沸石 , 将其熔化后可使放射性离子永久 固定在 石 、 十字沸石 、 甲十 字沸石 、 钙 钙 辉沸 石 、 浊沸 铜具有腐蚀性; 当污水 回用时, 再生水 中氨氮可 晶格 内, 防止其扩散污染。 石、 钠沸石等 l 个矿种或亚种。我国的沸石以 以促进输水 管道和用水设备 中微 生物 的繁 殖, 3 3 沸石处理废水的应用前景 斜 发沸石为主 , 丝光沸石次之 , 多数分布在我国 形成生物垢, 堵塞管道 和用水设备, 响换热 并影 沸石在水处理领域的应用 ,国内外学者们 东部和中部地区。 沸石是一种廉价的非金属矿。 效率 。利用沸石去除生活污水 以及工业废水中 已经做了比较广泛深入 的研究 , 沸石是一种天 开发利用沸石处理废水 , 在我 国有巨大的优势 。 的氨氮, 国内外已有较多的研究 。 沸石构架 中有 然矿物, 具有成本低、 处理效果好 的特点, 在水 1 沸石处理废水的机理 定的空腔 和孔道, 决定其具有 吸附、离子交 污染处理 中应用可 以降低 处理 的成本 ; 用沸 应 1 吸附剂 . 1 换作用 。又 因为天然沸石是一种较廉价的矿物 石的处理设备比较简单 , 沸石用于去 除氨氮、 有 沸石晶格 内部构造开放性大, 除了有稳定 质, 成本较其它吸 附剂低。 再生成本低 . 生液经 机污染物质 、 再 金属元素 、 射性物质、 杀菌等 都有 的f L i , ( S O 四面体从 角顶相 互联结 , 成架状 吹脱后可重 复利用,由此表 明沸石 是一种较为 明显的效果,可 以用 于处 理废水,是一种 有发 A )d 形 硅铝氧骨干外, 还有 很多大小均一 的孔穴 和通 理想 的脱氮吸附剂 。 展前途的水处理材料 。 但是 , 我国在环保方面对 道, 孔穴通 过开孔 的通 道彼此相通, 使得沸石具 22去除废水 中的重金属离子 . 沸 石的开发利用与 国外 发达 国家相 比起步 晚、 有 巨大 的 比表 面积,据有 关 资料 显示 ,可达 镉 、 、 、 等重金属离子 是造成环境污 水平低 、 汞 铅 锌 速度慢。 目 , 国对沸石矿产 资源的 前 我 4080 2; 0 ~ 0 m/ 且阳离子晶格 内的负 电与平衡 阳 染 、 g 对人体极为有 害的物质 , 消除方法有 活性炭 开发仍处于初级阶段 ,应加强沸石在污水处理 离子 的正 电电荷中心在 空间上是 不重叠 的, 分 吸附法、溶剂萃取法和离子交换 法等。实验表 材料方面的研究, 力求开发新产品 , 并尽快将其 子问具有 巨大 的静电吸引力。 综上所述, 比表面 明, 用沸石特别是用 N O H 1 N C 处理过 转化为生产力 , a H, C 和 a 1 以适应社会发展的需要 , 使廉价 积大, 电吸引力强。 静 沸石具有 良好的吸附性能 。 的沸石处理上述重金属离子效果较 好 , 被沸石 的沸石在环保方面发挥更大作用。 另外 , 由于沸 当沸石晶格内的孔 穴和通 道出现空缺时, 沸石 吸附交换的重金属离子 , 还可浓缩回收 , 沸石经 石在水处理中的研究 与应用越来越多 。所 以应 对气体 或液体表现 出极强 吸附性 能, 尤其是对 处理也可再生使用 。 重视吸附饱和沸石 的最终处置问题 , 避免造成 S 2N O 、 H3等及某些有 机蒸 汽等敏感 性气体 吸 ・23 去 除水 中的 氟 . 二次污染。 附更为有效 。 与其它吸附剂相比, 沸石具有选择 氟是电负性最高的元素 , 是相 当活泼 的非 参考文献 性高、 吸附量大、 吸附效率高 的特点 。 金属元素 , 当氟离子 大量存 在时 , 有毒 性作用 。 [ 刘雪. 天然沸石 净化 高氟饮 用水研 究[. 1 1 改型 J 1 1 . 2离子交换剂 饮用水 中氟 的含最过高 , 容易使儿童患氟斑病 非 金属 矿,0 42 ( )4 _ 9 20 ,4 1 :7_ . 4 沸石 空间最基本 的结构单位是 硅氧( O 和氟骨症 。刘雪等以河南信 阳上天梯优质斜发 『1 S  ̄ i 2陈小龙, 袁凤 英. 沸石在废 水处理中的应 用与 四面体 和铝氧Cl4 Ao ) 四面体 。 中 1 其 个氧原子的 沸石 为原料 , 研究 了用盐 酸、 硫酸铝 和高温方法 展望, 0 -0 32 0 )4-13 0 . 1 5 6 3 (0 5 1- 2 - 2 0 0 价电子没有得到中和, 使得整个铝氧四面体 带 1 活化天然沸石 的工艺条件 。结果表 明用活化天 f1 3刘慧芳. 沸石在水 处理 中应 用的研 究进 展及 个负电荷, 为了保持电 中性, 铝氧四面体附近 必 然沸石处理后的含氟饮用水 ,基本可达到国家 前景. 须有 1 个带 正电荷 的金属 阳离子( 1 M+ 来抵消 它 饮用水标准 。 『1 4辛云岭, 李政 一, 郑志斌. 水处理 中沸石 的应 废 所带的负电荷闼 常是碱金属或碱土金属离子) 。 用 研 究 进展 ,6 1 1 1(0 50 -0 3 0 . 17 — 5 32 0 )3 0 1 —4 24去除水 中有机物 . 但是 沸石 中的 N + 等金属 阳离子 与硅铝 氧 a、 随着现代工业 特别是有机化工 、精细化工 f1 玉 英 . 石 用 于 城 市 污 水 深 度 处 理 的 实验 5赵 沸 骨干结合得相 当弱, 进入沸石表面的 阳离子 则 以及 高分子工业 的迅速发展 , 中的有机污染 研究. 0 - 852 0 )7 0 9 - 2 水 1 9 6 2 (031 — 0 8 . 0 0 与沸石晶格 中的阳离子如 № 等交换 , 、 交换 物呈多样化 、 复杂化的特点 。 于多数有机污染 『] 对 6陈婷婷. 王增 长沸石 改性及 其在废 水处理 中 后沸石结构不 被破坏, 还可以再生 。 物的去除 , 目 使用最广 的还是生化法 , 在 前 尤其 的 应 用 . 0 — 0 32 0 )1 1 1 2 1 5 6 3(0 8 - 3- . 0 00 0 13催化剂 . 是吸附法。沸石对有 机污染物的吸附能力主要 责任编辑 : 王亚芳

污水处理沸石

污水处理沸石

污水处理沸石引言概述:污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。

而沸石作为一种常用的污水处理材料,具有吸附性强、稳定性好等优点,被广泛应用于污水处理领域。

本文将详细介绍污水处理沸石的原理、应用、优势、使用方法以及未来发展趋势。

一、沸石的原理1.1 吸附原理:沸石具有高度多孔的结构,孔径大小和分布均匀,能够吸附并固定污水中的有害物质,如重金属离子、有机物等。

1.2 离子交换原理:沸石的结构中存在可交换的阳离子,可以与污水中的阴离子发生交换反应,从而实现对污水中有害物质的去除。

1.3 化学反应原理:沸石表面带有一些活性官能团,可以与污水中的化学物质发生化学反应,将其转化为无害物质。

二、沸石的应用2.1 工业废水处理:沸石可以有效去除工业废水中的重金属、有机物等有害物质,提高废水的处理效果。

2.2 生活污水处理:沸石可以去除生活污水中的有机物、氨氮等污染物,使其达到排放标准。

2.3 农业污水处理:沸石可以去除农业污水中的农药、重金属等有害物质,减少对土壤和水源的污染。

三、沸石的优势3.1 高效吸附能力:沸石具有高度多孔的结构,具有较大的比表面积和孔容量,能够大量吸附污水中的有害物质。

3.2 稳定性好:沸石具有较好的热稳定性和化学稳定性,不易受到污水中的物质影响,使用寿命长。

3.3 可再生利用:经过适当处理,沸石可以被再次利用,减少资源浪费和环境污染。

四、沸石的使用方法4.1 固定床法:将沸石填充在固定床中,污水经过固定床时与沸石接触,通过吸附、离子交换等作用去除有害物质。

4.2 浮床法:将沸石悬浮在污水中,利用其自身的浮力和吸附能力去除污水中的污染物,然后将沉淀的沸石捞出进行再生利用。

4.3 混凝剂辅助法:在沸石处理过程中加入适量的混凝剂,通过混凝作用将污水中的悬浮物和胶体物质会萃成团,再利用沸石去除。

五、沸石的未来发展趋势5.1 新型沸石的研发:目前,研究人员正在开辟新型沸石材料,以提高其吸附能力和稳定性,满足不同污水处理需求。

污水处理沸石

污水处理沸石

污水处理沸石污水处理沸石是一种常用的污水处理材料,它具有优良的吸附性能和催化性能,可有效去除污水中的有机物、重金属和氨氮等污染物。

本文将详细介绍污水处理沸石的特性、应用领域、工作原理以及使用注意事项。

一、特性污水处理沸石是一种天然矿石,主要成分为硅酸盐矿物,具有多孔结构和大比表面积,有较高的吸附能力。

其特性包括:1. 吸附性能优异:污水处理沸石具有较高的吸附性能,能够吸附污水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物。

2. 热稳定性好:污水处理沸石在高温条件下仍能保持较好的吸附性能,不易失活。

3. 选择性吸附:污水处理沸石对不同污染物具有一定的选择性吸附作用,能够有针对性地去除特定污染物。

4. 再生性强:经过适当处理,污水处理沸石可以实现多次循环使用,具有较好的再生性。

二、应用领域污水处理沸石广泛应用于各个领域的污水处理工程中,主要包括以下几个方面:1. 工业废水处理:污水处理沸石可用于工业废水中有机物和重金属的去除,如石油化工、电子电镀、制药等行业的废水处理。

2. 市政污水处理:污水处理沸石可用于市政污水处理厂的二次处理过程,去除污水中的有机物和氨氮等污染物,提高出水水质。

3. 农业污水处理:污水处理沸石可用于农田排水和养殖废水的处理,去除废水中的氨氮和有机物,减少对环境的污染。

4. 染料废水处理:污水处理沸石可用于染料废水的处理,去除废水中的有机染料和重金属离子,减少对水体的污染。

三、工作原理污水处理沸石的工作原理主要包括吸附和离子交换两个过程:1. 吸附:污水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物通过物理吸附作用被沸石表面的孔道和表面活性位点吸附固定。

2. 离子交换:污水处理沸石表面的阳离子交换位点与污水中的阴离子发生离子交换作用,使污水中的阴离子被沸石吸附固定。

四、使用注意事项在使用污水处理沸石时,需要注意以下几点:1. 适当的颗粒度:根据具体的污水处理需求,选择合适的沸石颗粒度,以保证较好的吸附效果。

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深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用
深入探讨氨氮废水处理中沸石的运用
摘要:沸石作为一种新型生物载体用于水处理领域,具有很好的缓冲氨氮进水冲击负荷的能力,能有效地去除水中各种形态的氮,可以深度处理二级出水,使其达到回用的标准。

本文主要就氨氮废水处理中沸石的运用进行了较为深入的探析。

关键词:氨氮废水处理沸石去除机理废水处理方面应用
一、引言
沸石是一族架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物,硅氧四面体是其基本单位,其中部分 Si4+ 被Al3+所取代,为了中和负一价的氧离子,就会有相应的金属阳离子加入其中,这些与晶格联系较弱的碱金属(碱土金属)和水分子极易与周围水溶液中阳离子发生交换作用,因而沸石具有良好的离子交换选择性能[1,2]。

又因沸石具有不同连接方式的的硅(铝)氧四面体结构,沸石中便形成了大量的孔穴和孔道,因其表面积很大,大量分子进入其中,因而具有很好的吸附性能[3],故在污水处理中得到了广泛的应用。

二、沸石对废水中氨氮的去除机理
通过利用沸石离子交换的吸附能力除去废水之中氨氮,其过程包括:吸附阶段以及沸石的再生阶段,式(1)为沸石的吸附氨氮阶段:式中:Zn-、Mn+、n分别为:沸石、沸石中的阳离子、电荷数。

沸石的再生阶段,可划分为:生物再生法以及化学再生法。

化学再生法:通过盐或碱溶液来对吸附处于饱和的沸石进行处理,并以溶液之中的Ca2+或 Na+交换沸石上的NH4+,从而使得沸石恢复到对氨的交换容量。

此处若以使用NaCl溶液来再生沸石,其过程如式(2)所示:
三、沸石在氨氮废水处理方面的应用
(一)在好氧处理系统中的应用
1.沸石在常规活性污泥法中的应用
通常而言,污水处理厂所采取的生物处理方法在脱氮中经常可能
遇到重金属、有机负荷突然提升和有毒化合物的冲击,而对于怎么样去减少抑制的因素对硝化作用影响,现已有很多的研究,而其中的沸石被认为是较为有效的可减轻因冲击负荷而对硝化细菌所产生的毒性。

Se-Jin Park 等[4]在常规的活性污泥法中对活性污泥添加活性炭(AS+PAC)以及沸石粉(AS+Z)系统,在不同抑制条件之下来对氨氮废水进行处理的效果作考察。

2. 沸石在 SBR 系统中的应用[5]
研究人员在SBR的工艺中加入沸石粉,对生物絮体沸石交换容量与再生能力进行了考察。

然而,并未发现沸石对SBR系统的TN除去效果有一定的促进作用。

(二)在厌氧处理系统中的应用[6]
目前,一般认为进水中高浓度的NH4+-N是对厌氧生物的处理系统不利的。

为此,研究人员开展了很多利用沸石改善或增强废水厌氧生物处理效率的研究。

有人选择意大利沸石作为厌氧系统预处理单元,使养猪废水中的NH4+-N质量浓度从1 500 mg/L 降至 300~400 mg/L,沸石预处理降低了NH4+-N 对厌氧微生物的毒性,为后续厌氧处理提高了 C/N,强化了UASB 和 UASB-AF反应器对污染物的去除能力,同时也提高了甲烷的产量。

(三)沸石作为系统介质的应用[7]
张曦等[4]探究了通过生物沸石床来模拟生活污水中的各个形态氮的污染物去除效果和其机理。

通常而言,生物沸石床的水力停留时间大约为24 h,在10 h内生物沸石对氨氮去除率则>96%,而对TN
去除率则>70%;若水力的停留时间是2.4 h时,其在10 h内对氨氮去除率还是要>95%,而对NO3--N 去除率为22.1%,TN的去除率则减到56%。

实验还对生物沸石的硝化强度和速率以及反硝化的速率及其强度进行测试,其结果表明了,生物沸石的硝化强度要更为明显,且其沸石的表层也大于中部;而反硝化的能力则随着C/N的不同而明显变化着,当 m(COD):m(TN)= 5时,其反硝化的作用最强。

(四)沸石作为处理系统的出水氨氮控制环节[8]
1. 在深度处理城市污水厂的二级出水中应用
有人针对污水处理厂的二级处理出水之中的氨氮含量比较高问题,对离子交换――混合生物系统除去二级出水之中的氨氮效果作深入的探究。

同时,选择了沸石为离子交换柱介质去除水中氨氮。

此反应器的运行可按照离子交换吸附――生物膜的硝化再生的顺序进行。

并应用沸石来作为离子交换的介质以及硝化细菌需生长的载体,从而可以使得两个阶段在一个反应器中得以实现。

在系统正常的进行运作情况之下,对氨氮处理的一直保持在>95% (进水中NH3-N大概为40 mg/L)。

2. 养殖废水处理出水脱氮
养殖废水为含氨氮浓度较高的废水,常常经过二级的处理之后,出水中氨氮等营养物质浓度依然比较高。

有人采用厌氧固定床或者上流式的污泥床反应器作为污水的预处理,其出水采取沸石作为介质离子交换柱来去除厌氧出水之中的氨氮,经研究表明,在进水氨氮的负荷为215-600 mg/L范围之内,运行的时间在20~30 h内,离子交换可以有效的去除氨氮,且去除率也可达到90%,而伴随吸附的逐渐饱和,交换量也会渐渐减少。

并同时的发现沸石对于磷的去除效果并不理想。

而去采取ABR的复合厌氧反应器/CASS好氧反应器作为主体工艺处理的养殖废水,其出水在经过沸石过滤器的深度处理之后,可进一步的确保其出水氨氮的去除率,以此来使得出水达到污水综合排放标准的一级要求。

四、结束语
综上所述可知,沸石对氨氮具有比较好的离子交换吸附能力以及微生物易附着等的特性,且沸石比较容易开发以及价格低廉,没有毒副作用,因此,其在处理氨氮废水方面有着比较好的应用前景。

参考文献
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Chemistry, 2003, 22( 2): 166-171
[3]李晔,王建兵,肖文浚,等. 沸石去除水源中低浓度氨氮的实验研究[J]武汉理工大学学报,2003,25(2): 4-6
[4]张曦,吴为中,温东辉,等. 控制滇池流域降雨径流污染的沸石吸附技术[J].农业环境科学学报,2003,22(2):181-184.
[5] 朱丰华,任刚. 改性沸石去除微污染水中氨氮的试验[J]. 暨南大学学报:自然科学版,2010,31(3):286-289.
[6] 李运林. 生物沸石填料去除城市污水厂二级出水中氨氮的
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