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《武汉理工大学》 2005年
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改性微孔沸石球吸附柱去除水源中氨氮的动态法研究

朱燕  
【摘要】:近年来,随着社会经济的迅速发展,水源污染日益严重,饮用水源水质逐渐下降。氨氮是引起水体富营养化和环境污染的一种重要物质,氨氮浓度过高,会抑制自然硝化,引起水体缺氧,导致鱼类中毒,降低水体自净能力,严重危害人类健康。因此,我国及世界上许多国家在饮用水标准中对氨氮含量都有严格的限制。 沸石是一种廉价的非金属矿物,具有独特的吸附和离子交换性能,在微污染饮用水处理中有着很好的应用前景。但用沸石作水处理滤料去除水中污染物时存在交换容量和水头损失这对突出矛盾;对天然沸石去除氨氮的离子交换过程还缺乏彻底了解,而对动力学过程研究更是薄弱。 本课题研究的目的是研制一种具有较高吸附交换能力和抗压强度的改性微孔沸石颗粒,确定最佳的改性方法、改性条件和制备工艺;采用动态法研究改性微孔沸石球吸附柱去除微污染水源中氨氮的规律,包括沸石球的粒径大小、水流流速、初始氨浓度、pH值等参数的影响,绘制穿透曲线;探索改性微孔沸石颗粒再生的有效方法。 通过本实验研究得出以下结论:与加热、HCl、H_2SO_4、NaOH等改性方法相比,用NaCl改性能明显提高沸石对氨氮的去除率,比天然沸石提高了21%,取NaCl溶液浓度为1mol/L最为经济合理。沸石改性的最佳条件为:水浴温度70~75℃,时间1.5小时,体积质量比15ml/g。沸石粒径越小,改性沸石的氨氮去除率越高,改性效果越好。改性微孔沸石球制备的最佳条件为:改性沸石、优质煤粉和粘结剂Ⅰ号混合制球的质量比为100:6:2。烧制温度为550℃,烧制时间为2小时。制得的改性微孔沸石球成品微孔结构非常明显,对水中氨氮去除率达到80%以上,并且有较高的强度。 将改性微孔沸石球装柱研究其去除氨氮的效果,结果表明:8mm、5mm、3mm沸石球相比,取较大的粒径处理效果反而更理想,交换容量大,水头损失也小。低流速条件下,氨离子与沸石有较长的接触时间,从而增加了离子交换容量。在出水初期,初始氨浓度较高时的氨氮去除效果更好,符合一般研究的结论;但当达到穿透点时,氨的初始浓度较低,沸石球交换容量较高。因此,用沸石球吸附柱处理水中低浓度氨氮是完全可行的,而且并非氨氮浓度越高其交换容量越高。水中pH=6.4时,其除氨效果明显好于pH=11.1。 用改性微孔沸石球吸附柱处理实际微污染水源水中的低浓度氨氮,结果表明:仅仅经过一次处理,氨氮浓度就降低为入水的20%,氨氮去除率在80%以 上。 改性微孔沸石球的再生实验研究表明,再生后的沸石球NH4+离子交换能力 仍然很强,再生液浓度较高或流速较大时,再生效果较好。在适当的条件下,再 生沸石球的交换容量可以达到新鲜沸石球交换容量的90.9%,活性基本完全恢 复。经过10个周期的重复使用和再生,改性微孔沸石球的氨氮交换容量仅降低 了3 .4%。 关键词:改性;沸石;吸附柱;氨氮;穿透曲线 夺
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X52

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【引证文献】
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【同被引文献】
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9 田钟荃;沸石去除饮用水源中有机污染物的展望[J];中国给水排水;1999年04期
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8 谢冰;杨学志;徐晓燕;;中老龄垃圾渗滤液氨氮短程硝化技术的优化研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
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6 苏丽娜 记者 宋健;焦作市力促发展与环保相协调[N];人民政协报;2008年
7 本报记者;5家单位被挂牌督办[N];济南日报;2009年
8 王婉颐;快速检测水体中氨氮含量[N];中国海洋报;2002年
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