改性斜發沸石處理高濃度氨氮廢水
摘要:采用NaOH堿熔法對(dui)(dui)(dui)縉云斜(xie)(xie)發(fa)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)進行處理,采用正交實(shi)驗對(dui)(dui)(dui)堿熔法改性(xing)(xing)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)的(de)(de)最(zui)佳條件進行了(le)選擇并(bing)對(dui)(dui)(dui)改性(xing)(xing)前后的(de)(de)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)進行粉末(mo)X射(she)線衍射(she)(XRD)、電感耦合等離子體發(fa)射(she)光譜法(ICP-AES)和掃描電鏡(SEM)表(biao)征(zheng);詳細研究了(le)所得改性(xing)(xing)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)在(zai)氨氮(dan)廢水處理中的(de)(de)凈化性(xing)(xing)能。結果表(biao)明(ming),處理沸(fei)(fei)石(shi)(shi)的(de)(de)水熱(re)溫度對(dui)(dui)(dui)氨氮(dan)去除效果的(de)(de)影響(xiang)最(zui)顯(xian)著;堿熔法處理可使縉云斜(xie)(xie)發(fa)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)轉(zhuan)變為低硅鋁比的(de)(de)Na-P型分(fen)(fen)子篩,它對(dui)(dui)(dui)氨氮(dan)廢水的(de)(de)NH4+-N具有優異的(de)(de)吸(xi)附性(xing)(xing)能。當改性(xing)(xing)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)投加量為5g,對(dui)(dui)(dui)100mL濃度為1000mg·L-1氨氮(dan)溶(rong)液,氨氮(dan)去除率(lv)可達77.8%,改性(xing)(xing)沸(fei)(fei)石(shi)(shi)吸(xi)附NH4+-N是一快速吸(xi)附過程,且能較好地符合Langmuir吸(xi)附等溫模(mo)式,偏(pian)向于單分(fen)(fen)子層的(de)(de)吸(xi)附。
關鍵詞:氨氮廢水,正交試(shi)驗,Na-P型分(fen)子篩,Langmuir吸附
隨著工業的(de)(de)發展,中(zhong)(zhong)(zhong)(50-500mgNH3-N·L-1)、高(>500mgNH3-N·L-1)濃(nong)度的(de)(de)氨(an)(an)氮(dan)廢水(shui)排放日益(yi)增多。在過高濃(nong)度氨(an)(an)氮(dan)廢水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong),氨(an)(an)氮(dan)可被微(wei)生(sheng)物(wu)轉化為毒害較(jiao)大的(de)(de)硝態氮(dan)、亞硝態氮(dan)等,易對人(ren)體(ti)及水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)物(wu)產生(sheng)一定(ding)的(de)(de)毒害作用,也容易引起水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)藻類及微(wei)生(sheng)物(wu)大量繁殖,形成水(shui)體(ti)富(fu)營養化污染,從而降低水(shui)的(de)(de)質量,消耗(hao)水(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)溶解氧(yang),致(zhi)使水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)物(wu)死(si)亡。因此,水(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)氨(an)(an)氮(dan)的(de)(de)去(qu)除有至關(guan)重要的(de)(de)意義。目前,由于(yu)對氨(an)(an)氮(dan)廢水(shui)的(de)(de)控制(zhi)日益(yi)嚴(yan)格(ge),對高濃(nong)度氨(an)(an)氮(dan)廢水(shui)的(de)(de)處理愈(yu)來愈(yu)引起關(guan)注。
氨氮(dan)(dan)去(qu)除(chu)的方(fang)法很(hen)多,目前主(zhu)要有(you)吹(chui)脫(tuo)法、化(hua)學沉淀法、硝(xiao)化(hua)與反硝(xiao)化(hua)等。吹(chui)脫(tuo)法所需空氣(qi)量較(jiao)大(da),受環(huan)境的溫度影響大(da),能(neng)量消耗大(da),因此運行成本高。硝(xiao)化(hua)與反硝(xiao)化(hua)因微生物對外界環(huan)境要求較(jiao)高,占地面積(ji)大(da)、低溫時(shi)效率(lv)低、且操(cao)作繁瑣,對于高濃度氨氮(dan)(dan)廢水還要大(da)量稀(xi)釋。化(hua)學沉淀法處理費用(yong)高,日(ri)常維護困難,限制(zhi)了其廣泛應用(yong)。這些方(fang)法雖然(ran)可以有(you)效除(chu)去(qu)氨氮(dan)(dan),但(dan)現(xian)實應用(yong)中存在一定的缺點。
本文采用堿熔(rong)(rong)-水熱(re)法(fa)(fa)處(chu)理(li)沸石(shi)可以達到改(gai)(gai)良沸石(shi)品質(zhi)的(de)目的(de)。在熔(rong)(rong)融過(guo)程(cheng)中沸石(shi)中的(de)硅(gui)鋁(lv)(lv)礦物(wu)及部分雜質(zhi)轉(zhuan)化為(wei)可溶性(xing)的(de)硅(gui)鋁(lv)(lv)酸(suan)鹽,加(jia)水后又轉(zhuan)變(bian)成無定型的(de)硅(gui)鋁(lv)(lv)酸(suan)鹽凝(ning)膠,水熱(re)反應形成新的(de)高純(chun)度分子(zi)篩。通過(guo)控制(zhi)整個過(guo)程(cheng),得(de)到低硅(gui)鋁(lv)(lv)比的(de)分子(zi)篩,從而增加(jia)分子(zi)篩中陽(yang)(yang)離子(zi)交換點(dian),增大分子(zi)篩的(de)陽(yang)(yang)離子(zi)交換容量。KangSJ等人(ren)就通過(guo)堿熔(rong)(rong)-水熱(re)法(fa)(fa)改(gai)(gai)性(xing)韓國天然沸石(shi),得(de)到了高純(chun)度的(de)合成沸石(shi)Na-P、Na-X和(he)羥(qian)基(ji)(ji)方鈉(na)石(shi)。本文在此基(ji)(ji)礎上,對縉云斜發(fa)沸石(shi)進行堿熔(rong)(rong)法(fa)(fa)改(gai)(gai)性(xing),通過(guo)正交試驗確(que)定了改(gai)(gai)性(xing)的(de)最佳用量及條件(jian),并且探討了改(gai)(gai)性(xing)產物(wu)對氨(an)(an)氮(dan)吸附的(de)動力學(xue)研究(jiu),為(wei)高濃度氨(an)(an)氮(dan)廢水處(chu)理(li)提(ti)供了理(li)論依據。

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