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利用13X沸石分子筛净化含NH_4~+-N废水的实验研究

韩丽杰  
【摘要】: 近年来,随着社会经济的迅速发展,水源污染日益严重。氨态氮是水相环境中氮的主要形态,是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污水排放标准及饮用水标准中对氨氮含量都有严格的限制。 13X沸石是一种架状硅酸盐矿物,具有孔道结构和大的比表面积,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。但对于用13X沸石作水处理材料去除废水中氨氮的交换吸附过程还缺乏彻底了解,对动态吸附过程研究的更是薄弱。 本文从静态和动态两个方面,研究了13X沸石分子筛对含中低浓度NH_4~+-N废水的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH_4~+-N的吸附效果、沸石的再生效果及沸石对NH_4~+-N的吸附机理。通过静态实验研究得出以下结论:在pH值为6.5~7.5、吸附时间为20min、吸附温度为20~30℃的条件下,沸石对NH_4~+-N浓度为80mg/L的试水吸附效果最佳,沸石对NH_4~+-N的吸附量可达14.86mg/g,用直接焙烧法对吸附的沸石进行再生活化处理效果良好。沸石对NH_4~+-N的吸附机理是以离子交换吸附作用为主。13X沸石吸附NH_4~+-N的静态过程符合Langmuir吸附等温模式,拟合后的线性相关系数R=0.9996。 通过动态实验研究得出以下结论:随沸石用量增大、柱高升高和进水速率的减小,沸石对NH_4~+-N的吸附量上升,吸附达到饱和时所能处理的废水量也增大,实验条件下最大动态饱和吸附量可达24.20mg/g。吸附NH4+的13X沸石动态再生实验结果表明,在13X沸石使用前正常的活化温度(550℃)范围内,再生温度越高,沸石活化再生的效果越好。动态过程符合Thomas吸附模式,各种条件下的吸附过程经Thomas模型拟合后,线性相关系数R均达0.9以上。实验证明,利用13X沸石净化含中低浓度NH_4~+-N废水具有良好的工业化应用前景。


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