改性沸石处理含氨氮废水
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。
改性沸石吸附处理氨氮废水试验研究
沸石空间最基本 的结构单位是硅氧 四面体和铝氧 四面体 。我 国已发现 的沸石 储量约在 ｌ０Ｌ 以上 ，资 Ｏ４ｔ 源 丰富 ，利用沸石 处理废 水 中的氨氮是一种有前景 的
方法 。 本文 采用高 温焙烧 、硫酸 和Ｎａ １ Ｃ 改性 沸石 ，将 其 制备成具有 较强吸附能力的吸附剂 ，并研究经改性 后 的沸石在 不同条件下对 氨氮离子的吸附 陛能 。试验
表 １ 天 然 沸 石 成 分
度计 、磁 力搅 拌器 、水 浴锅 、ｐ ２ 酸度计 、烘箱 Ｈ一 ５
等。
都存 在除氨氮周期长 、氨氮难 以彻底去 除等 问题 。因
此 ，经济而有效地 控制氮污染 已成为近年来亟待解决
的热点 问题 。
试 剂 ：碘化 钾 、碘 化 汞 ０ ℃、ｐ 值 为７ Ｈ 、改性 沸石加入量为３ ｇ Ｌ ０ ／ 、吸附时间１ ０ ｎ ２ ｍｉ条件 下 ，改性沸石对 氨氮的去 除率 可
达 ９ ％以上 。 ５
【 关键词 】氨氮 ，沸石 ；吸附 ；废水 【 中图分类号 】Ｘ７ ３ １Ｐ ７ ．７ ０ ．；５８９ ４ 【 文献标识码 】Ａ 【 文章编号 】１０ — ３ ６２ １）５ ０ ３ ０ ０ ７ ９ ８ （０２０ —０４ — ３
结果 表 明酸和Ｎａ １ Ｃ 改性后 的沸石对 氨氮 具有 吸附性 能 高 、污 泥产生量 少等优 点 。
１ 材 料 及方 法 １ １ 材 料 ．
１ ３ ２ 酸 改 性 ．．
分 别称取一 定量沸石 ，向其 中加入 ｌ ｌ Ｌ ｍｏ／ 的稀
硫酸中浸泡２ｈ ４ ，然后过滤 、洗 至中性 ，于１３ ０ ￣ ０ ～１５ Ｃ 下烘干 备用 。 １ ３ ３碱 改 性 ．． 分 别称取一 定量沸石 ，向其 中加入 ｌ ｌ Ｌ 氧 ｍｏ／ 氢
β-环糊精改性沸石去除稀土矿区地下水氨氮污染研究
β-环糊精改性沸石去除稀土矿区地下水氨氮污染研究β-环糊精改性沸石是一种新型的吸附材料，在去除地下水氨氮污染方面具有很好的应用前景。
稀土矿区地下水氨氮污染是当前环境问题面临的挑战之一，而β-环糊精改性沸石则是一种潜在的解决方案。
本文旨在探讨β-环糊精改性沸石在去除稀土矿区地下水氨氮污染方面的研究进展和应用前景。
稀土矿区地下水氨氮污染是由矿区排放的废水中的氨氮所引起的。
氨氮是一种有害物质，对环境和人体健康造成严重危害。
因此，去除稀土矿区地下水氨氮污染成为了一个迫切的任务。
β-环糊精改性沸石是沸石表面经过改性后形成的一种新型材料，具有良好的吸附性能。
研究表明，β-环糊精改性沸石具有高吸附容量、快速吸附速度和良好的选择性，可以有效去除地下水中的氨氮污染。
其吸附机制是通过β-环糊精和氨氮分子之间的相互作用力，使氨氮被沸石表面吸附和固定。
研究者们对β-环糊精改性沸石的应用进行了广泛的研究。
实验结果表明，在一定的操作条件下，β-环糊精改性沸石对地下水中的氨氮具有很好的去除效果。
在一系列的静态吸附实验中，β-环糊精改性沸石的去除率达到了90%以上。
同时，β-环糊精改性沸石还表现出较好的重复利用性能，多次循环使用后仍能保持较高的吸附能力。
除了静态实验，研究者们还进行了一系列动态实验来模拟实际环境中的地下水污染情况。
实验结果表明，β-环糊精改性沸石在动态环境中同样具有较好的去除效果。
在模拟的地下水流速下，β-环糊精改性沸石仍能够达到90%以上的去除率，并且能够很好地适应不同水质条件下的吸附。
此外，研究者们还对β-环糊精改性沸石的吸附机制进行了深入研究。
他们发现，β-环糊精的形成使沸石表面生成了一定的孔洞结构，这有利于氨氮的吸附。
同时，β-环糊精与氨氮分子之间的氢键作用力也是吸附的重要机制之一。
通过理论计算和实验分析，研究者们对β-环糊精改性沸石的吸附机制有了初步的解释，为进一步优化吸附材料提供了理论指导。
总之，β-环糊精改性沸石作为一种新型吸附材料在去除稀土矿区地下水氨氮污染方面具有广阔的应用前景。
盐热改性沸石去除氨氮的性能研究_江乐勇
石，其脱氮能力提高了 37.12%。
2.2 盐热改性沸石吸附机理初探
2.2.1 吸附等温线
分 别 配 制 质 量 浓 度 10、20、40、80、100、160、
200、240 mg·L-1 的氨氮，在 25 ℃下加入盐热改性沸
石进行 24 h 吸附试验，保证吸附达平衡，测定出水
中的氨氮含量，依据 Langmuir 和 Freundlich 吸附等
置后，用 0.45 μm 滤膜抽滤，最后取上清液测定氨氮
含量。水样中氨氮含量的测定采用纳氏试剂分光光
度法测定[5]。
1.3 评价指标
氨氮吸附容量（q）按式（1）计算：
q= ρ0-ρ1 M
（1）
式中，ρ1为吸附平衡氨氮质量浓度；ρ0为初始氨
氮质量浓度；M 为吸附剂投加量。
氨氮去除率（r）可按式（2）计算：
由图 2 可知，盐热改性后沸石的氨氮去除能力 较原样有所提高，且改善的幅度较大。在试验所选取 的温度范围内，曲线的总体趋势是先升高后降低，温 度从 200 ℃升高到 500 ℃时；去除率随着温度的上
/% RRRRRR/mg g
江乐勇等，盐热改性沸石去除氨氮的性能研究
92 90 88 86 84 82 80 78 76
改性沸石的吸附氨氮含量趋于稳定，达 2.70 mg·g-1。
当吸附进行到 2 h 时，吸附基本达到平衡。
分别采用了幂函数和叶洛维奇吸附动力学方程
温线模型对吸附试验数据进行评价分析。
Langmuir 吸附等温线：
1/q=0.456 4/ρ+0.104 3；R2=0.972 0
（3）
Freundlich 吸附等温线：
lgq=0.444 7lgρ+0.260 6；R2=0.994 8
沸石处理氨氮废水
沸石处理氨氮废水在吸附法脱氮处理废水方面，国内、外都大量做了研究，提出了多种可行工艺。
重点主要集中在吸附法的机理、吸附剂的性质对比和再生方法的研究。
研究较多的有沸石、粉煤灰、膨润土等。
氨氮的去除原理主要是非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用，影响去除氨氮的主要因素包括与吸附剂溶液作用时间、吸附剂用量、溶液中氨氮浓度、吸附剂的粒度和溶液的温度等。
在废水处理实践中，多种废水经二级处理后仍达不到排放标准，需要对二级出水作进一步的深度处理。
为此，吸附法还被用于深度脱氮。
沸石吸附法在美国、日本已经成功地实现工业化。
主要使用固定床吸附柱，以斜发沸石为吸附剂，粒径0.8～1.7mm，空速5～10ｈ-1，进水氨氮浓度20mg/L，出水氨氮浓度<1mg/L。
沸石(Zeolite)是一种分布广泛开采量很高的天然而价廉的离子交换物质。
天然产的沸石有许多种类，其中以斜发沸石(Clinoptilolite)和丝光沸石(Mordenite)为主。
沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质，构成沸石骨架的最基本结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。
沸石具有空旷的骨架结构，晶穴体积约为总体积的40%～50%，孔径大多在1nm以下。
沸石具有很大的比表面积(400～800m2/g沸石)，仅次于活性炭，可用作吸附剂、离子交换剂等，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，而且沸石有耐酸、耐碱、热稳定等性能。
工业上常用于废水处理。
沸石具有较大的吸附能力和净化效果，其斜发沸石和丝光沸石的阳离子交换容量分别为223meq100g(毫克当量)和213meq100g。
由于天然沸石中含有杂质，所以纯度较高的沸石交换容量不大于200meq100g，一般为100～150meq100g。
斜发沸石在离子交换和定量处理方面，对NH4+-N具有较好的选择性，因此工程上可以用于污水脱除氨氮处理工艺，脱氮率可达90%～97%。
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。
沸石垃圾处理技术来啦！氨氮去除率可达92%！远超国标！
沸石垃圾处理技术来啦！氨氮去除率可达92%！远超国标！随着我国城镇化步伐的推进，城市生活垃圾的组成越来越复杂，产量也在不断上升。
垃圾填埋作为城市垃圾的主要处置技术，目前应用十分普遍。
当前，我国90%以上的城市垃圾均使用填埋技术进行处理，如果填埋场的防护措施不当，产生的渗滤液极易造成当地土壤和地下水的污染，因此选择良好的衬里材料至关重要。
沸石凭借自身独特的孔穴结构与功能性，将其应用于垃圾填埋中，可以有效吸附恶臭气味，同时增强垃圾渗滤液中氨氮的去除效果，目前已逐步成功应用于国内外部分垃圾填埋场中。
1.垃圾渗滤液的危害城市生活垃圾的处理已经成为当今我国城市发展面临的一个棘手问题。
不同的处理方式对环境的影响差异很大。
有研究表明，运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分进行分析，共检测出垃圾渗滤液中主要有机污染物63种，可信度在60%以上的有34种。
其中，烷烯烃6种，羧酸类19种，酯类5种，醇、酚类10种，醛、酮类10种，酰胺类7种，芳烃类1种，其他5种。
其中已被确认为致癌物1种，促癌物、辅致癌物4种，致突变物1种，被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有6种。
由于垃圾渗滤液成分极其复杂，水质变化范围大，有机负荷高，且含有大量具有难生物降解性、生物累积性和三致效应的有毒有机污染物，其处理难度巨大。
垃圾渗滤液作为一种高强度废水，己经被全球各国视为地表水及地下水的潜在污染源，如果得不到妥善处理，会穿透地表土及地下土层，对地下水体造成严重污染，同时散发出大量的臭气，严重影响环境质量。
另外，垃圾渗滤液一旦排入水体中，对自然环境、人体等有极大的危害，特别是流动缓慢的湖泊，容易引起氨氮水体中的藻类和微生物的大量繁殖，导致水体的富营养化。
2.沸石处理垃圾渗滤液效果更佳沸石作为一种天然的强吸附材料，能够有效去除垃圾渗滤液中的氨氮。
中国农业大学资源与环境学院研究人员杜龙龙在文献中表示，通过对厨余垃圾中添加沸石，能够证明其可以对厨余垃圾堆肥过程中消减臭气有着巨大影响作用，其中沸石能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质；梁美生等通过对沸石改性来吸附硫化氢，也取得了良好的效果。
改性沸石法去除微污染水中氮的研究
改性沸石法去除微污染水中氮的研究本课题以氨氮浓度大约为5mg/L的微污染水为研究对象，其COD浓度低于20mg/L，以开发适合我国国情的废水脱氮技术为目标，对沸石离子交换去除氨氮的处理工艺进行了探讨，并对其改性处理效果及再生效果进行了试验研究。
研究了沸石经NaCl、NH4NO3改性处理后对微污染饮用水中氨氮的吸附。
结果表明：改性沸石对氨氮有较好的吸附，吸附温度为常温，NaC1溶液、NH4N03溶液改性沸石的最佳浓度分别为0.6—1mol/L、1.5—2mol/L，氨氮的去除率达90％。
近年，随着社会经济发展和城市化进程，河流受生活污水和工业废水污染的情况日趋严重，其中特别以污水对河流产生的污染问题更为突出，使我国出现日益严重的水质性缺水现象，严重影响了人民的生产和生活，并制约了社会的可持续发展。
尤其以氨氮的富营养化污染为最严重。
微污染饮用水中，普遍都含有一定浓度的氨氮。
氨氮浓度过高，会抑制自然硝化，降低水体自净能力。
目前净水工艺广泛采用过滤介质活性炭法，但价格昂贵。
本文采用改性沸石去除水中的氨氮，工艺简单，易再生，处理成本低，去除率高。
沸石是一族具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物，特殊的晶体化学结构使沸石拥有离子交换、高效选择性吸附、催化、耐酸、耐辐射等优异性能和环境属性。
由于它的特殊结构，对氨具有优先选择交换性、良好的再生性和低的运行成本及各种温度下皆有效的特点，己被用于去除废水中高浓度氨。
利用它去除水中的氨氮，取得良好的效果，为微污染饮用水中氨氮的去除提供了一种高效、实用、经济的新方法。
近年来，国内外对沸石特别是斜发沸石和丝光沸石在微污染饮用水源处理中的应用作了大量研究工作，沸石在饮用水处理中有着很好的应用前景。
沸石去除氨氮的原理氨氮在水中以离子态NH4+和分子态NH3两种形式存在。
沸石去除氨氮的原理为：①两种形式的氨氮自溶液本体向沸石表面迁移，部分分子态的氨氮在颗粒外表面动态吸附平衡；②颗粒外表面流体界面膜内的传质；③颗粒内的扩散和分子态的氨氮在孔隙内的动态吸附平衡；④离子态的氨氮在孔隙表面上的动态离子交换过程平衡；⑤交换后的离子向溶液本体扩散。
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
Ｒｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｏ ｆ Ａｍ ｍ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ Ｎｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｒ ｕ ｓ － ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｅ ｄ Ｈｕ ｍ ａ ｎ Ｕｒ ｉ ｎ ｅ ｂ ｙ Ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ Ｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ
ｕ ｉ ｒ ｎ ｅ ． Ｉ ｔ ｓ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ， ａ ｎ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ
温 国期 ， 胡正义 ， 刘 小宁 ， 孟 宪超 ， 朱春 游
（ 中国科学院大学资 源与环境学院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
摘
要： 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 ％Ｈ Ｃ １ 浸提 ， ４ ０ ０ ｏ Ｃ 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 （ 日） 、 吸附柱 串联数量 （ Ⅳ） 以及水力停 留时间（ ） 对脱磷尿液废水 中氨氮去 除效果的影响 ， 评价了 Ｈ Ｃ １ 溶液 、 Ｎ ａ Ｃ １ 溶液及其组合对 吸附氨氮饱和
２ ０ １ ３ ， ３ ２ （ １ ２ ） ： ２ ４ ８ ８ — ２ ４ ９ ４Hale Waihona Puke 农业 环境
改性沸石吸附低浓度氨氮废水及其脱附的研究
1, 2 , 3
L in Zh irong
1, 2, 3
Dong Chao
3
W ang X ia olan
3
( 1 J iangsu K ey L aboratory of A tmosph eric Env iron m en t M on itoring and Po llut ion Con tro, l N an jing 210044, C h ina ; 2 . R esearch C enter of Cyclic Econom y and C lean er Production , N an jing U n ivers ity of In for m ation S cience& Technology, N an j ing 210044 , Ch in a ; 3 . S chool of Env iron m en tal Science and Engin eering , N an jing U n ivers ity of In for m ation S cien ce& T echnology, N an jing 210044 , Ch ina; 4 . D epartm ent of E nvironm ental Science& Eng ineering, Fud an U nivers ity, Shanghai 200433, C hina)
Study on a mmonia nitrogen adsorption from low concentration wastew ater by modified zeolite and its desorption
T ang Dengyong
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。
改性沸石对水中氨氮的去除效果
改性沸石对水中氨氮的去除效果思宇;张建民;张涛;晏才玉;朱格仙【摘要】In order to study the impacts of modified zeolite on the removal of ammonia nitrogen in wastewater ,the landscape water is used and the zeolite salt ,salt and heat ,salt and alkali ,salt and acids are compounded modified on zeolite . T he results indicate that w hen the reaction time reaches 60min , ammonia nitrogen removal rate is 80% by using 3% NaCl modified zeoite .However ,the NaCl modified zeolite is calcined at 500℃ for 2h ,the ammonia removal rate is up to 95% w hen the absorbing time is 30min .The removal rate improves by 1.19 times compared with NaCl modified zeolite and 1.73 times higher than the natural zeolite .%以景观水体为研究对象，将沸石进行盐、盐＋热、盐＋碱和盐＋酸复合改性，研究其对废水中氨氮去除效果的影响．结果表明，利用最佳质量浓度为3％的NaCl改性沸石进行除氨氮实验，当反应吸附时间为60min时，对氨氮的去除率可达80％；再对NaCl改性沸石在500℃下煅烧2h ，当吸附时间为30min时，氨氮去除率高达95％．其去除率较NaCl改性沸石提高1.19倍，较天然沸石提高1.73倍．【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P329-332)【关键词】氨氮;复合改性;沸石【作者】思宇;张建民;张涛;晏才玉;朱格仙【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;陕西省现代设计研究院，陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8随着社会的发展，水环境受人类活动影响不断加大，许多湖泊和水库因氮、磷的富集，造成水体富营养化呈逐渐严重趋势［1］.武汉地区许多重要的湖泊景观水体，目前已经处于富营养化状态［2］，相对城镇污水而言，富营养化水体中氨氮浓度较低，很难用传统的方法处理，因此有必要开发一种经济、高性能的新型除氨氮材料.沸石是一种具有架状结构的含水多孔硅铝酸盐矿物［3］，有较大的比表面积和较多的吸附位点，这种独特的结构决定了沸石具有一定的离子交换和吸附性能［4］，因此常被用作吸附剂去除废水中的氮磷、重金属［5］、氟［6］、有机物［7］和放射性物质［8］.但是天然沸石由于分子孔道中存在水分子和其他杂质，实际交换容量不高，若将其改性后应用前景更为广阔.目前邓书平［9］等人对天然沸石进行碱改性、酸改性、盐改性的除氨氮研究，其中盐改性沸石对氨氮的去除率可达90%以上，但是吸附时间长达2h.因此，本文在前人研究的基础上，对沸石进行盐＋酸、盐＋碱、盐＋热复合改性，并进行改性沸石吸附氨氮实验研究，为去除景观水体中氨氮的实际应用提供实验依据.1 实验1.1 试剂和仪器（1）试剂氯化铵、碘化钾、碘化汞、氢氧化钠、酒石酸钾钠、盐酸、氯化钠，均为分析纯.（2）仪器 SHY－100A型水浴振荡器、DZF－6030型电热鼓风干燥箱、UV757CRT紫外可见分光光度计、DELTA320pH计、800型低速离心机、AL204电子天平.实验选用天然沸石，其主要化学成分见表1.表1 沸石的主要化学组成成分其他质量分数／成分 SiO2 Al2O3Fe2O3 CaOMgO K2O Na2O%78.05 16.42 0.43 0.65 0.83 1.72 0.6 1.301.2 实验方法1.2.1 沸石改性实验盐（NaCl）改性：将天然沸石投于不同质量浓度0.5%，1%，2%，4%，6%，8%，10%的NaCl溶液（固液比为1g∶5mL）中恒温震荡2h，然后在水浴锅中水浴加热8h，并每隔30min搅拌一次，用去离子水洗至中性，洗净后在70℃下烘干，密封保存.（盐＋酸、盐＋碱）复合改性：分别称取10g质量浓度为3%NaCl改性沸石，在室温条件下，投于50mL浓度为0.2，0.5，0.7，1.0，1.5，2.0，2.5mol／L 的HCl溶液与0.3，0.5，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5mol／L 的NaOH溶液中恒温震荡24h，用去离子水洗涤至中性，干燥后备用.盐热复合改性：称取一定量最佳盐改性沸石，在100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃下焙烧2h，冷却，干燥后备用.1.2.2 吸附实验配置浓度为30mg／L的氨氮溶液，先将改性沸石在60℃的温度下干燥30min，称取3g吸附剂投加到100mL锥形瓶中，然后将锥形瓶放入恒温振荡器中震荡吸附一定时间，静置后，取离心后的上清液测定氨氮含量.水样中氨氮含量的测试方法用纳氏试剂光度法［10］.1.3 评价指标氨氮去除率η按式（1）计算其中 C0为处理前废水中氨氮浓度（mg／L）；C1为处理后废水中氨氮浓度（mg ／L）.2 结果与讨论2.1 NaCl浓度的确定由图1可知，当NaCl质量浓度在0.2%～6%时，氨氮的去除率随着NaCl质量浓度的增加而增加；在NaCl质量浓度大于6%时，氨氮去除率开始下降.NaCl改性沸石去除率较天然沸石有所提高；在实验选取NaCl浓度范围内，最高点出现在NaCl质量浓度为6%的时候，此时氨氮去除率为80%.与浓度为3%的NaCl相比，氨氮去除率相差不多，而浓度的增加则意味着药品成本的增加.因此，综合考虑去除率与经济成本，选择NaCl改性沸石的最佳质量浓度为3%.NaCl改性沸石机理主要是孔道吸附和离子交换.首先天然沸石经过NaCl改性后成为钠型沸石，Na＋置换了沸石孔道中原有半径较大的Ca2＋和Mg＋等，使沸石的有效孔径变大，空间位阻变小，内扩散速率提高，从而吸附容量变大.其次天然沸石经NaCl改性后，Na＋置换了沸石原有的部分Ca2＋，充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用.这些半径大且低电价的离子和沸石结构单元之间的作用比较弱，由于层间溶液的作用可以分散成更薄的单晶体，使沸石具有较大的内表面积［11］，从而显著地提高了沸石除氨氮能力.图1 不同NaCl质量浓度对除氨氮效果的影响图2 焙烧温度对除氨氮效果影响2.2 不同复合改性沸石吸附氨氮效果2.2.1 焙烧温度的确定由2.1实验结果可知，NaCl改性沸石最佳质量浓度为3%.称取一定量NaCl改性沸石，选取焙烧温度为0℃，100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃，在马弗炉中煅烧2h，结果如图2所示.在实验所选取的温度范围内，曲线的总体趋势是先升高后降低.在100℃～500℃时，氨氮去除率随着温度的升高而升高.温度大于500℃时，氨氮去除率随着温度的升高而降低.主要是因为温度较低时，沸石水、孔道有机物和碳酸盐的去除不够充分，空隙的吸附面积未能达到最大，从而使氨氮去除效果不佳.而温度超过600℃时，过高的温度破坏了沸石原有的晶体结构，使沸石孔道和空穴不同程度的吸附面积急剧降低. 天然沸石结构中形成的通道和空穴主要由沸石水、碳酸盐和有机物占据，若要使其具有更高的吸附性能，则需要去除以上物质.一般情况下，对沸石进行一定温度的焙烧后，沸石中的水和有机物即可被去除［12］.经过NaCl改性后的天然沸石，虽然对氨氮的吸附能力有所提高，但是提高幅度有限.本研究采用盐热复合改性，先后对沸石的内外表面进行可控制的改性，从而在盐改性的基础上提升沸石除氨氮的能力.2.2.2 盐酸浓度的确定由图3可知，盐＋酸改性沸石对其吸附性能影响较大.当HCl浓度为0.5mol／L时，氨氮去除率可达83%；当HCl浓度大于0.5mol／L 时，氨氮去除率随着盐酸浓度的增加而降低.盐＋酸改性沸石除氨氮效率降低，主要是盐酸的作用导致盐改性沸石的晶体结构发生一定的变化.姜霞［13］研究表明盐酸改性沸石有空穴，但是表面比较平整，不利于吸附.另外，盐改性沸石再单纯被盐酸改性时，在氨氮溶液中会与NH4＋存在竞争吸附，H＋离子会占据沸石中一定量的吸附点，从而影响了（盐＋酸）复合改性沸石对氨氮的去除效果.2.2.3 NaOH浓度的确定由图4可以看出，NaOH改性钠型沸石，除氨氮去除率保持在70%～82%之间，随着NaOH浓度增加氨氮去除率有所降低.这是因为经碱改性后的沸石改变了沸石的硅铝比，改变了相关的离子交换性能，Na＋离子可以被引入钠沸石孔道中，但盐改性沸石把孔道及空穴中的Ca2＋、Mg2＋离子交换达到饱和，高浓度的碱液可能会对钠型沸石生成的单晶片有一定程度的破坏，产生较大的中孔，改变了微孔吸附状态，在一定程度上减少了对氨氮的吸附量.图3 （NaCl＋HCl）复合改性沸石对氨氮氨氮效果的影响图4 （NaCl＋NaOH）复合改性沸石对除去除效果的影响3 结论（1）沸石经过质量浓度3%的NaCl（固液比为1g：100mL）改性后，当吸附时间长达60min时，其对氨氮的去除率可达80%.再在100℃～600℃温度下对此条件所制备的钠沸石进行煅烧2h，在煅烧温度为500℃下制备的盐热沸石，当吸附时间为30min时，除氨氮效率可达95%；盐热改性沸石对氨氮的去除率较天然沸石提高1.73倍，较盐改性沸石提高1.19倍.（2）利用盐热改性沸石作为吸附剂处理氨氮废水具有高效、经济、便捷等优点，因此在景观水体中是一种前景广阔的吸附剂.【相关文献】［1］郭晓东，李喜才.城市水污染问题及其防治措施研究［J］.科技传播，2012（10）：48. ［2］温州瑞，王丛丹，李文华，等.武汉城市湖泊水质及水体富营养化现状评价［J］.水生态学杂志，2013，34（5）：96－100.［3］张家利，张翠玲，党瑞.沸石在废水处理中的应用研究进展［J］.环境科学与管理，2013，38（3）：75－79.［4］张昕，塔娜.沸石在污水处理中的应用研究进展［J］.工业水处理，2011，31（7）：13－17. ［5］石太宏，吕灿，左莉娜.硅烷化改性沸石对重金属离子的吸附性能［J］.环境工程学报，2013，7（3）：1045－1052.［6］晏宗高，谢英惠.改性沸石除氟性能及热力学研究［J］.工业水处理，2009，29（12）：41－45.［7］ERDOGAN B，SAKLZC M，YORÜKOGULLAR E.Characterization and ethylene adsorption of natural and modified clinoptilolites［J］.Applied Surface Science，2008，254：2450－2457.［8］MALEKPOUR A，MILLANI M R，KHEIRKHAH M.Synthesis and characterization of aNaA zeolite membrane and its applications for desalination of radioactive solutions ［J］.Desalination，2008，225：199－208.［9］邓书平.改性沸石吸附处理氨氮废水试验研究［J］.中国非金属矿工业导刊，2012（5）：43－45.［10］夏芳.钠氏试剂光度法测定水中氨氮的质量控制［J］.环境科学与管理，2008，33（6）：128－129.［11］佟小薇，朱义年.沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究［J］.环境工程学报，2009，3（4）：635－638.［12］将乐勇，林海，赵志英，等.盐热改性沸石去除氨氮的性能研究［J］.水处理技术，2010，36（8）：25－32.［13］姜霞，周小宁，丁明玉，等.天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究［J］.环境科学研究，2008，21（5）：37－42.。
改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究
改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究【摘要】本文基于改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究，通过分析改性沸石的结构和性质、氨氮在水体中的特性，探讨了改性沸石在氨氮吸附和脱附中的应用，以及在河道治理中的工程应用。
研究发现，改性沸石具有优异的吸附和脱附性能，可以有效降低水体中的氨氮浓度，提高水质。
结论指出，改性沸石在河道治理中的应用具有良好的效果，未来可以进一步深入研究该工艺的优化和推广应用。
本研究为解决河道氨氮污染问题提供了新的思路和方法，具有重要的理论和实际意义。
【关键词】改性沸石、氨氮、河道治理、吸附-脱附工艺、研究、水体、结构与性质、工程应用、成果、未来研究、展望。
1. 引言1.1 研究背景近年来，随着城市化进程的加快和农业生产的发展，我国许多河道水体受到了严重的氨氮污染。
氨氮是一种常见的水体污染物，其主要来源包括城市污水、农田排放和工业废水等。
高浓度的氨氮不仅会导致水体腐蚀，还会对水生生物造成严重的危害。
如何有效地去除水体中的氨氮成为了当前河道治理工作中亟待解决的问题。
传统的氨氮去除方法如生物法、化学法等存在着许多缺陷，包括处理效率低、操作成本高和产生二次污染等。
而改性沸石因其具有大比表面积、丰富的表面羟基和良好的吸附性能等优点，成为了研究氨氮去除的热门材料之一。
通过对改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究，可以为提高氨氮去除效率、降低治理成本和保护水环境提供理论依据和实践指导。
开展改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究具有重要的意义和价值。
1.2 研究目的研究目的是通过对改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究，探讨其在改善水体环境质量和保护生态系统方面的应用潜力。
具体目的包括：1. 研究改性沸石对氨氮的吸附和脱附性能，在提高氨氮去除效率的基础上，探索其在水体处理中的实际应用价值；2. 通过实验和分析，比较不同条件下改性沸石对氨氮的吸附-脱附效果，为工程应用提供科学依据；3. 探讨改性沸石在河道治理中的可持续性和环境友好性，为未来水体污染治理提供可靠技术支持。
沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究
沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究随着水环境污染的日益严重，水质的改善已成为迫切的社会问题。
氨氮是最常见的非颗粒态污染物之一，它会伤害人类健康，破坏水体生态系统，从而影响生产和生活环境。
因此，去除水中氨氮变得十分重要。
很多研究表明，沸石是一种有效的去除水中氨氮的方法。
沸石具有优良的吸附性能，能够吸附氨氮，从而改善水质。
然而，沸石本身具有较弱的强度和耐久性，这限制了它的使用。
为了使沸石更适应水质改善的应用，一种改性技术被提出和研究，即将沸石的外表覆盖一层改性剂，以改善沸石的强度和耐久性。
近年来，沸石改性技术受到关注，被用于改善水质，特别是去除水中氨氮。
然而，沸石改性及其去除水中氨氮的研究尚未完全了解和完善。
因此，本研究旨在通过实验研究，深入探讨沸石改性技术对去除水中氨氮的作用及其原理。
首先，将沸石与多种改性剂结合，进行改性处理，以改善沸石的强度和耐久性。
其次，通过采样、样品处理、氨氮定量测定等方法，对改性沸石的吸附性能进行测试，探究其沸石改性对去除水中氨氮的作用。
结果表明，改性沸石具有良好的吸附性能，能够显著降低氨氮含量，从而改善水质。
此外，通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法研究了改性沸石的结构及其去除氨氮的机理。
结果表明，与未改性的沸石相比，改性沸石的表面更加粗糙疏松，比表面积更大，具有更好的吸附性能。
改性沸石的孔径表面能改变氨氮的构型，增加氨氮分子的活性位，从而有效去除水中氨氮。
综上所述，本研究表明沸石改性技术是一种有效去除水中氨氮的方法。
改性沸石具有优良的强度和耐久性，同时拥有良好的吸附性能。
此外，本研究还探讨了改性沸石去除氨氮的机理，为进一步研究和开发改性沸石技术提供了重要参考。
沸石的改性及其去除水中氨氮的研究
沸石的改性及其去除水中氨氮的研究丁仕琼，王东田*，黄梦琼，倪秋洋（苏州科技学院化学与生物工程学院，江苏苏州215009）摘要：研究了在不同改性条件下沸石对氨氮的去除效果，结果表明：0.3mol ·L -1的NaCl 溶液在100℃下对沸石的改性效果最佳，氨氮去除率可达87.9%。
研究了水样的pH 值、吸附时间对改性沸石吸附氨氮的影响。
关键词：沸石；改性；氨氮中图分类号：O611文献标识码：A文章编号：1672－0687（2010）02－0033－04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，作为一种无机营养物质，氨氮是引起海洋、湖泊、河流及其他水体富营养化的重要原因。
目前，国内外常用的去除氨氮的方法主要有生物硝化－反硝化法、空气吹脱法、化学法、吸附和离子交换法等[1]。
其中吸附法和离子交换法由于具有占地面积小、工艺简单、操作方便等优点，常被用于含氨氮污水的处理。
天然沸石是一种廉价的无机多孔材料，具有较大的比表面和较强的离子交换能力，尤其是对氨氮有很强的选择吸附能力[2￣4]，且沸石在我国资源丰富[5]。
沸石离子交换性能大小不仅与沸石的种类有关，而且还与沸石的硅铝比值、晶格中孔径大小、孔道畅通情况、阳离子的位置和性质以及交换过程中的温度、压力、离子浓度、pH 值等诸多因素有关。
大量研究表明，采用无机酸碱、无机盐或氧化剂对沸石进行改性预处理，可以在一定程度上改善其交换性能。
对沸石进行改性处理主要有两个目的：一是去除沸石表面和微孔道内的有机或无机杂质，提高单位重量沸石的交换能力，加快交换速率；二是对沸石内部的阳离子进行重整，改善离子交换性能。
笔者采用无机钠盐对人造沸石进行改性，并研究其对水中氨氮的吸附效果。
1沸石吸附氨氮的机理沸石是一种呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物的总称。
其化学通式可表示为：(Na,K)x ·(Mg,Ca,Sr,Ba)y ·[Al x +2y Si n -(x +2y )O 2n ]·m H 2O ，其中x 为碱金属离子的个数，y 为碱土金属离子个数，n 为硅铝离子个数之和，m 为水分子个数。
改性沸石对氨氮的吸附性实验
改性沸石对氨氮的吸附性实验摘要随着我国社会经济的迅速发展，水源氨氮污染日益严重。
微污染水中氨氮是微污染水处理的主要去除对象。
本课题研究了几种不同的沸石改性工艺，先微波改性再用饱和NaCl活化沸石，对氨氮吸附的其去除率为96%左右，而天然沸石对氨氮的去除率只有70%左右，去除效果明显提高。
同时研究了微污染水中含K+，Mg2+，Na+等干扰离子对改性沸石对氨氮的吸附能力的影响，给微污染水中氨氮的去除提供了高效、经济的处理方法。
关键词改性沸石；氯化钠改性；氨氮废水本文所用的改性沸石均是在各改性工艺最佳改性条件下改性的沸石。
1 不同改性工艺的改性沸石对氨氮的吸附随时间的变化研究本实验研究了以下几种改性工艺的改性沸石对氨氮的吸附随时间的变化规律：天然沸石，单独微波改性沸石，单独氯化钠改性沸石，先微波后氯化钠改性沸石。
称取一定量的天然沸石和各改性沸石，进行沸石对氨氮的吸附实验，在时间为15 min，30 min，60 min，90 min，120 min，150 min时取样测其吸光度。
绘制曲线如图1所示。
其中：B代表天然沸石；C代表微波中火辐射10 min改性沸石；D代表微波结合NaCl改性沸石；E代表NaCl改性沸石。
由图可知，先利用微波改性再用饱和NaCl活化的方法效果最好，最大可达93.14%；去除速率为70 min可达80%左右，远高于天然沸石。
主要原因是天然沸石经微波改性后可除去表面以及孔道内的有机杂质同时可一定程度扩充孔道，提高单位重量沸石的交换能力，再用饱和NaCl活化可改善离子交换性能提高离子交换速率。
图1 不同改性工艺的改性沸石对氨氮的吸附随时间的变化2 原水中氨氮浓度不同对改性沸石吸附氨氮效果的影响实验配制不同浓度的氨氮废水：1 mg/L，3 mg/L，5 mg/L，7 mg/L，10 mg/L。
然后取1.0 g先微波后NaCl改性的沸石，和100 mL上述不同浓度的氨氮废水，分析此条件下改性沸石对氨氮的吸附能力。
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改性沸石处理含氨氮废水NH3-N是高耗氧性物质，每毫克NH3-N氧化成硝酸盐要消耗4157mg的溶解氧，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭。
作为一种无机营养物质，NH3-N还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因，对鱼类及某些水生生物有毒害。
桂林某旅游景区的污水处理系统原设计水量为180m3/d，投入使用后，由于实际服务人口增加，导致水量增加。
该污水处理工艺未设污泥处理系统，长期以来，沉淀池的污泥通过排入化粪池达到减量目的。
以上原因导致该工艺在运行三年后出水氨氮严重超标，污染周围水体，急需脱除水中的氨氮。
对于氨氮废水的处理，用常规的生物化学方法去除氨氮效率低、周期长、成本高；用活性炭吸附、磷酸铵镁沉淀等物理化学方法也因其工艺本身的缺陷、成本高等原因而无法广泛应用。
因此，寻求高效、切实可行的去除氨氮的方法十分必要。
近年来，国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究。
沸石是一种廉价的无机非金属矿物，利用它去除水中的氨氮具有效率高、工艺简单、易再生、处理成本低等特点。
沸石在水处理中的应用已得到广泛关注。
一、实验部分1、材料沸石：采用α改性沸石，其红外光谱见图1。
根据其粒径大小分为粗(016～110mm)、中(0125～016mm)、细(0118～0125mm)3种。
其化学成分及其含量(wB)为SiO267199%，TiO20123%，Al2O313125%，Fe2O30167%，MnO0116%，CaO2192%，MgO0189%，K2O1127%，Na2O2165%，P2O501013%。
含氨氮废水：取自某旅游景区的高浓度氨氮废水，其水质为ρ(CODCr)=200～250mg/L，ρ(NH32N)=140～150mg/L，pH=615～715。
2、试剂与仪器主要试剂：碘化钾、氯化汞、四水合酒石酸钾钠、氯化钠、氯化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、硫酸等，均为市售分析纯级化学品。
3、实验方法氨氮的分析方法采用纳氏试剂比色法(GB7479-87)测定。
11312实验方法静态实验：采用静态搅拌吸附实验法。
由改性沸石和某旅游小区污水构成固液两相系统，设定搅拌器的转速，改变起始氨氮质量浓度、pH值、改性沸石的粒径、改性沸石的投加量，进行静态吸附反应，然后测溶液中的剩余氨氮浓度。
动态实验：在内直径为19mm的有机玻璃柱中，装入一定高度的改性沸石，使试水以某一滤速持续通过沸石柱，连续测定出水氨氮浓度，观察沸石的除氨效果。
二、结果与讨论静态实验改性沸石粒径和反应时间对氨氮去除效果的影响称取国投盛世粗沸石、中沸石和细沸石各20g置于盛有300mL实验废水的烧杯中，废水氨氮浓度为145146mg/L。
进行搅拌吸附实验，分别在015、1、115、2、215h取样，测氨氮值。
从测定结果(图2)可以看出，各组改性沸石对NH+4的吸附量均随反应时间延长而增加，但在同一时间段小粒径改性沸石要比大粒径改性沸石的吸附效果好，反应时间为2h时，粗、中、细改性沸石对氨氮的去除率分别为86125%、89100%、90125%。
改性沸石粒径对除氨氮效果有一定的影响，这是由于在相同的实验条件下，改性沸石粒径越小，其表面积相对越大，水中NH+4与其接触的几率越大，反应出来的交换速率越大。
而粒径大的沸石在吸附NH+4过程中易在沸石的外表面达到动态吸附平衡，和空隙内的动态离子交换平衡，因此表现出粒径大的沸石对氨氮的吸附量偏低。
尽管粒径小的沸石吸附量相对较大，但由于其堆积密度大，导致水流通过时产生的水头损失大，为方便后续实验的进行，在以下的实验中采用粗沸石作为实验材料。
投加量对改性沸石脱铵效果的影响称取粗沸石1、2、3、4、5g，置于盛有300mL、氨氮浓度为145146mg/L小区污水的烧杯中，进行搅拌吸附实验，2h后测水中的氨氮值。
从图3可以看出，沸石投加量在1～3g 时，沸石的去除率与沸石投加量呈正相关关系，即氨氮的去除率随沸石投加量的增加而增长。
沸石投加量达到3g后，氨氮去除率逐渐趋于平缓。
实验结果表明，只需4g此改性沸石就可使300mL的小区污水的氨氮达标排放。
原水氨氮浓度对改性沸石脱氨效果的影响取1g粗沸石放入6个盛有200mL、氨氮浓度分别为11112、21131、30189、42156、51142、62116mg/L的稀释废水的烧杯中，在常温下进行搅拌吸附实验。
固定转速为100r/min，搅拌2h后测定水样中剩余氨氮的浓度分别为0110、0121、3123、12186、24147、29187mg/L，结果如图4所示。
1g改性沸石对氨氮的吸附量可达到12192mg。
沸石对氨氮的吸附量随原水中氨氮含量的增加而增加。
实验所得数据经Langmuir和Freundlich等温线拟合，Langmuir吸附平衡模式对改性沸石吸附氨氮过程的拟合(R2=019997)要优于Fre2undlich吸附平衡模式对改性沸石吸附氨氮过程的拟合(R2=018119)。
原水pH值对改性沸石脱氨效果的影响取7份1g粗沸石，在常温下进行2h的搅拌实验。
原水的体积为100mL，氨氮浓度为75127mg/L。
调整溶液的pH值分别为3198、5103、6104、7106、7195、8195、9196。
静沉后测水中剩余氨氮浓度。
实验结果(图5)表明，当原水pH值在5103～7195时，沸石的吸附量与氨氮的去除率变化不大，吸附量保持在3154～3167mg/L，去除率保持在47100%～48181%。
pH=7106时，沸石的吸附量与氨氮的去除率达到最大值。
当原水pH值在5103～7195的范围之外时，沸石的吸附量与氨氮的去除率急剧下降；这是由于在pH值较低时，H+的浓度较高，NH+4必须在沸石交换位置上与H+产生竞争交换，故沸石对NH+4的去除率较低。
当水的pH值接近7时，H+的影响较小，主要表现为沸石对NH+4的交换吸附，因而沸石对NH+4的吸附率达到最高。
当pH值继续升高，水中OH-增多，NH+4易与OH结合，形成游离态的NH3。
NH3不带电，不易与沸石中的Na+发生离子交换，主要依靠沸石的表面吸附作用，故沸石对NH+4的去除率降低，而且当pH值达到碱性范围后，NH+4与OH-结合形成氨气，溶液中NH+4浓度逐渐变小，从而使水体中NH+4浓度降低。
动态吸附实验柱高对改性沸石去除氨氮的影响在4支内径为19mm的有机玻璃柱中，装入高度分别为20、40、60、80cm的粗沸石，控制流速为1412cm/min，观察沸石的除铵效果，去除率降至70%时，停止运行。
从运行结果(图6)可以看出，在其他条件相同时，沸石柱的高度对氨氮去除率有很大的影响。
随着滤柱高度的增加，沸石柱运行时间也增加，两者呈正线性相关。
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，铵离子在沸石柱中还未充分交换，就已流出柱床。
所以，沸石层要有一定的高度才能保证氨氮的去除率。
流速对改性沸石除氨氮效果的影响在3支内径为19mm的有机玻璃柱中，装入高度均为60cm的粗改性沸石，流速分别控制在1412、813、313cm/min，观察沸石的除铵效果，去除率降至70%时，绘时间-去除率曲线图。
从图7可以看出，在其他运行条件相同的情况下，降低滤速可以提高沸石柱的运行时间，即沸石一次吸附时间可以延长，但滤速太低，所需设备庞大、产水量小、不经济；提高滤速则可提高产水量，减小设备体积，但会导致沸石的一次吸附时间缩短，需频繁更换沸石或对沸石解吸或再生。
因此，在实际运行工艺中要根据具体情况选择经济流速。
改性沸石解吸实验分别在3只相同的有机玻璃柱内装入171gα改性沸石，用饱和的NH4Cl溶液以一定的流速通过沸石柱，经过充足的时间反应后，认为沸石柱内的改性沸石为铵饱和沸石，铵吸附量为0。
用去离子水将沸石柱反复冲洗，再以3133cm/min的流速将Na+浓度分别为2000，4000，10000mg/L的NaHCO3溶液用蠕动泵以上向流方式注入沸石吸附柱中，连续记录出水氨氮值。
由图8可以看出，铵解吸量与解吸液的浓度有关，解吸液浓度越高，解吸量越大。
经过10个床层的解吸时，NaHCO3解吸溶液浓度为10000mg/L的饱和沸石柱的铵解吸量达到25%，而解吸液浓度为4000、2000mg/L时，其解吸量仅为15%和9%。
这种现象可以解释为浓度高的解吸液在沸石周围形成的浓度梯度大，解吸完沸石表面吸附的铵离子后，可以依靠浓度梯度的推动继续解吸沸石孔隙中的NH+4。
浓度越大，推动力就越大，就可以解吸越深的沸石孔隙中的NH+4，从而解吸量就越大。
三、结论(1)α改性沸石对污水中的NH+4处理效果较好，利用该改性沸石处理含高浓度氨氮的小区污水具有良好的效果。
(2)α改性沸石对铵的吸附效果与沸石粒径、沸石用量、原水氨氮浓度及原水pH值有关。
在pH值为5～8、吸附时间为2h，粒径为016～1mm的粗改性沸石对NH+4的吸附量可达12192mg/g，对铵离子具有很高的选择性和离子交换能力。
(3)通过α改性沸石对铵的吸附等温线的拟合，改性沸石拟合Langmuir吸附模式的效果良好(R2=019997)，而拟合Freundlich吸附模式的效果却较差(R2=018119)，可见改性沸石对铵的吸附符合Langmuir吸附等温模式。
(4)用10000mg/L的NaHCO3溶液解吸铵饱和沸石的速率很快，在10个床层内可以使25%的吸咐态NH+4解吸。
NH+4饱和沸石的铵解吸与解吸液的浓度有关，高浓度解吸液的解吸速率明显高于低浓度的解吸液。