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关键词：
斜发沸石,NH+-N,离子交换吸附,穿透曲线,再生
发表时间：
2013-11-04 11:28:29
摘要：采用实验方法研究了斜发沸石在静态和动态条件下对中低浓度含NH+4-N 废水的吸附性能，包括沸石的几种活化方法比较、沸石对NH+4-N 的吸附效果和沸石的再生效率。静态吸附实验结果表明，沸石对NH+4-N 的快速吸附等温过程符合Langmuir 方程，其表达式为q=0.076 4 Ce/（1+0.032 8 Ce ） 。几种活化方法比较的结果表明，加热蒸汽活化效果明显，其饱和吸附量较天然沸石提高26.24%。汽提的再生方法可以让饱和沸石得以部分再生，一次再生的效率为80.98%，二次再生的效率为65.37%。动态吸附试验在停留时间30 min，水力负荷1.2 m3·m-2·h-1，进水浓度为3.5~4 mg·L-1 的工况下，水土比为25，处理出水满足地表水IV 类标准（NH3-N≤0.5 mg·L-1），继续运行到水土比为96 时吸附能力被穿透。同时比较了水力负荷为1.2、1.8 m3·m-2·h-1 和不同滤床填料深度条件下的处理效果。一系列实验证明，利用斜发沸石净化低浓度含NH+4-N 废水具有良好的应用前景。
由于农业化肥的使用和工业污染物的排放增加以及城市地表径流、生活污水排放等原因，大量氨氮浓度较高的工业废水、地表径流水和生活污水进入了河流、湖泊等水体，促使水体富营养化，造成溶解氧锐减、鱼类大量死亡等生态环境的破坏[1-2]。
沸石是一簇架状结构的含水硅酸盐矿物，构成其骨架的最基本结构是硅氧（SiO4）四面体和铝氧（AlO4）四面体，沸石构架中有发达的孔穴、孔道并具有色散力和静电力2 种作用力，故具有较强的吸附性。同时天然沸石因骨架中含有可交换的阳离子而具有离子交换树脂特性。沸石孔穴的直径为0.6～1.5 nm，孔道直径为0.3～1 nm，NH+4 -N 的直径为0.286 nm，所以沸石可以通过分子氨的吸附和离子氨的交换除去水中的氨氮[3-4]。
但是天然沸石的孔道易被其他杂质阻塞，相互连通程度差，造成其吸附能力较差；处于交换位上的交换离子不统一，其结合性有强有弱，导致其交换能力较差。因此有必要对其进行改性处理以提高其处理性能，同时结合活化的方法与原理，对其进行再生、循环利用，实现资源的最大化利用。
近年来，张曦等[5]对沸石吸附暴雨中氮磷的效果进行了研究，单保庆等[6]还研究了沸石等9 种常见的基质对暴雨中磷的去除效果，马超等[7]研究了不同深度沸石滤层中生物量、有机质、CEC 对氨氮去除效果的影响，王禄等[8]利用室内人工土柱法研究了渗滤系统中氨氮、硝氮的分布和转化，探讨了人工快速渗滤系统(CRI)中氨氮的去除机理。但是利用沸石处理含NH+4-N 废水还缺乏系统的吸附、活化、再生等的系统试验研究。
本实验以斜发沸石为填料，进行了斜发沸石在静态和动态条件下对中低浓度含NH+4-N 废水的吸附性能研究，同时比较了几种不同的活化方法对吸附效果的影响，以及沸石的再生效率，旨为寻求天然沸石吸附氨氮的最佳活化方法和再生效率，进而为沸石吸附中低浓度氨氮提供科学依据。
沸石是一簇架状结构的含水硅酸盐矿物，构成其骨架的最基本结构是硅氧（SiO4）四面体和铝氧（AlO4）四面体，沸石构架中有发达的孔穴、孔道并具有色散力和静电力2 种作用力，故具有较强的吸附性。同时天然沸石因骨架中含有可交换的阳离子而具有离子交换树脂特性。沸石孔穴的直径为0.6～1.5 nm，孔道直径为0.3～1 nm，NH+4 -N 的直径为0.286 nm，所以沸石可以通过分子氨的吸附和离子氨的交换除去水中的氨氮[3-4]。
但是天然沸石的孔道易被其他杂质阻塞，相互连通程度差，造成其吸附能力较差；处于交换位上的交换离子不统一，其结合性有强有弱，导致其交换能力较差。因此有必要对其进行改性处理以提高其处理性能，同时结合活化的方法与原理，对其进行再生、循环利用，实现资源的最大化利用。
近年来，张曦等[5]对沸石吸附暴雨中氮磷的效果进行了研究，单保庆等[6]还研究了沸石等9 种常见的基质对暴雨中磷的去除效果，马超等[7]研究了不同深度沸石滤层中生物量、有机质、CEC 对氨氮去除效果的影响，王禄等[8]利用室内人工土柱法研究了渗滤系统中氨氮、硝氮的分布和转化，探讨了人工快速渗滤系统(CRI)中氨氮的去除机理。但是利用沸石处理含NH+4-N 废水还缺乏系统的吸附、活化、再生等的系统试验研究。
本实验以斜发沸石为填料，进行了斜发沸石在静态和动态条件下对中低浓度含NH+4-N 废水的吸附性能研究，同时比较了几种不同的活化方法对吸附效果的影响，以及沸石的再生效率，旨为寻求天然沸石吸附氨氮的最佳活化方法和再生效率，进而为沸石吸附中低浓度氨氮提供科学依据。
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