天然沸石颗粒对NH4+动态吸附过程中的离子交换特性研究

采用天然斜发沸石颗粒,进行了沸石吸附水溶液中NH4+的动态吸附实验研究.实验结果表明,沸石颗粒粒径、沸石床高度、上升流速、进水氨氮浓度、进水水质等因素对沸石颗粒吸附NH4+有着明显的影响,在工程实践应用时,要根据动态吸附实验结果选择合适的设计及运行参数.离子交换机理研究表明,Na+首先被交换出来,随着反应进行,Ca2+...     

法库沸石对氨氮的吸附特性和阳离子交互过程

以0.9~2 mm和3.3~4 mm粒径沸石的天然法库沸石作为实验材料,开展了等温吸附实验、动力学实验和阳离子影响实验,探讨了天然沸石对氨氮(NH+4-N)的吸附特性及阳离子交互过程。结果表明,法库沸石对NH+4-N等温吸附线符合Langmuir和Freundlich吸附方程,最大吸附量为10.41 mg/g。吸附动力学过程符合准二级和颗粒内经扩散动力学方程,其吸附NH+4过程为物理吸附和化学吸附过程,并以化学吸附为主。对反应过程中各离子浓度监测发现,沸石中与NH+4发生离子交换的主要是Na+、Ca2+和K+,三者占离子交换总量的99%。共存阳离子在沸石吸附NH+4过程中,Ca2+和Mg2+对吸附过程影响最大,Na+影响最小。     

利用13X沸石分子筛净化含NH+4-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4^＋-N废水的吸附性能，包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4^＋-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明，pH值为6．5～7．5，吸附时间35rain，吸附温度20～30℃的条件下，沸石对50mL NH4^＋-N初始浓度（C0）为80mg／L的废水吸附效果最佳，吸附过程符合Langmuir型吸附等温式，饱和吸附量为8．61mg／g。动态条件下，随水力停留时间增加，沸石对NH4^＋-N的吸附量上升，最大饱和吸附量可达24．20mg／g，吸附过程符合Thomas吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明，利用13X沸石净化中低浓度含NH4^＋-N废水具有良好的工业化应用前景。     

不同因素对人工湿地基质脱氮除磷效果的影响

在人工配制的污水中投入一定量的基质,不同条件下振荡培养,评价沸石、炉渣和陶瓷滤料3种基质在不同因素影响下对氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的吸附能力。结果表明,不同吸附时间时,沸石对NH4+-N的吸附效果最好,陶瓷滤料对TP的吸附效果最好;进水浓度对沸石吸附NH4+-N的影响较大,其吸附量随进水浓度的增大而增大,进水浓度对炉渣和陶瓷滤料吸附NH4+-N及炉渣吸附TP影响不大;3种基质对NH4+-N和TP的吸附量均是随吸附剂量的增加而降低,要达到较好的去污效果,应根据实验结果考虑基质投入量;pH值对沸石吸附NH4+-N影响显著,pH值6～7范围内吸附效果最好,pH值8～12的碱性条件有利于基质对TP的吸附。     

4A沸石分子筛处理中低浓度氨氮废水

利用天然沸石、采用水热合成法制备4A沸石分子筛,用XRD和SEM进行了表征。通过考察吸附剂用量、pH、共存金属阳离子、吸附时间、氨氮废水初始浓度、温度对吸附性能的影响,结合动力学方程、吸附等温线、热力学函数等研究了吸附性能和机理。结果表明,当4 g/L的4A沸石分子筛在废水pH值为4~8的条件下对中低浓度氨氮吸附120min后,去除率可达88%;废水中共存单一金属阳离子(Pb2+、Cu2+、Ca2+和Mg2+)浓度大于100 mg/L时,对中低浓度的NH+4有强烈的竞争吸附;氨氮的吸附过程较好地符合准二级动力学方程、Freundlich模型,是一种混乱度增加、自发的放热过程。     

沸石联合微生物固定化去除微污染水体中氨氮的研究

将沸石联合经过驯化的活性污泥微生物固定化,通过静态实验.考察了不同粒径沸石及不同组分固定化方法对沸石联合微生物固定化去除氨氮的影响;通过动态实验,考察了沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮的机制.结果表明,活性污泥经过16 d的驯化,氨氮去除率为90%以上;沸石吸附氨氮为快速吸附,粒径<0.5 mm的沸石的吸附容量明显大于其他粒径的沸石;不同组分固定化小球对氨氮的去除效率不同,各组分均有贡献,吸附容量依次为:沸石固定化小球>沸石联合微生物固定化小球>微生物固定化小球;沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮可分为4个阶段,即沸石吸附阶段、吸附饱和及微生物适应阶段、硝化作用明显加强和沸石部分再生阶段、微生物作用良好和沸石进一步再生阶段,最终沸石吸附与生物再生处于良好的动态平衡中,氨氮去除率达到60%左右.     

改性天然沸石去除水中氨氮的研究

分别采用NaCl、KCl和CaCl2对黑龙江省某市天然沸石进行改性，考察了pH值、氨氮初始浓度以及温度对改性沸石交换性能的影响，并对改性沸石的交换动力学进行了研究。结果表明，NaCl和KCl改性对沸石原矿交换容量有不同程度提高，而KCl改性后容量有所降低。pH、NH4初始浓度以及温度对交换性能有明显影响，pH6．0附近沸石交换容量最大；NH4初始浓度越高，反应速度越快，相同初始浓度下，钾型沸石交换速度较快，而沸石原矿交换速度最慢。采用Langmuir型离子交换等温线进行非线性回归的结果显示，低温有利于交换反应的进行。溶液中NH4^＋在改性沸石上的离子交换反应可采用Vermeulen模型描述，沸石原矿拟合相关系数较差。改性沸石多次再生后，其交换容量均有所降低。     

硝化颗粒污泥的快速培养及其硝化特性分析

以好氧颗粒污泥接种小试柱形SBR，采用自配无机氨氮废水为进水，在中温（28～30℃）条件下通过逐步提升进水NH4^＋-N浓度（100～650mg／L）和缩短水力停留时间（8～4h）快速培养硝化颗粒污泥。实验结果证实，以好氧颗粒污泥接种可以促使硝化颗粒污泥快速形成，36d时粒径〉0．21mm的颗粒污泥占总数的93％，颗粒污泥NH4-N比去除速率为50．53mgNH4^＋-N／（gSS·h）。硝化颗粒污泥具有良好的短程硝化性能，亚硝酸盐产生速率和累积率分别保持在3．3kgNO2-N／（m^3·d）和85％以上。反应初期高FA和反应末期高FNA的共同抑制是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键因素。     

天然沸石对海水中氨氮的吸附特性

以天然沸石为吸附剂进行吸附海水中氨氮实验研究,考察了沸石粒径、反应液pH值和盐度对吸附效果的影响,对吸附动力学和热力学特性进行了探讨。实验结果表明,天然沸石粒径越小,越有利于其对海水中氨氮的吸附,反应液pH值对氨氮吸附影响较小,但在碱性条件下NH+4能够与海水中的Mg2+、PO3-4反应生成Mg NH4PO4·6H2O沉淀,导致反应液氨氮平衡浓度降低。随着海水盐度梯度增加,天然沸石对氨氮的吸附量呈显著下降趋势。天然沸石对海水中氨氮的吸附是快速吸附、缓慢平衡的过程,吸附过程较好地满足准二级动力学模型。吸附等温线更好地符合Langmuir等温吸附方程,通过热力学计算发现,△G0为负值,而△H0和△S0均为正值,说明天然沸石对海水中氨氮的吸附是吸热易发过程。     

天然沸石吸附氨氮的影响因素

对比研究了沸石对生活污水和人工配制氯化铵溶液中氨氮的吸附特性，考察了沸石投加量、反应时间、悬浮物、阳离子和阴离子对沸石吸附氨氮的影响。结果表明，沸石对生活污水中氨氮的吸附能力明显低于人工配制氯化铵溶液，氨氮去除率随着沸石投加量的增加而增加，但单位质量沸石的氨氮吸附量却随之减小，吸附过程呈现快速吸附，缓慢平衡的特点。生活污水中悬浮物的存在，会削减沸石对氨氮的吸附能力。不同类型的阳离子和阴离子的加入都能导致人工配制氯化铵溶液中氨氮在沸石上的吸附量存在差异。阳离子的影响趋势主要为价态的影响，即价态越高，对氨氮吸附阻碍作用越显著，当阳离子当量浓度〉2meq／L时，影响吸附强弱的顺序为Ca2＋〉Mg2＋ 〉Na＋；阴离子影响沸石吸附强弱的顺序受初始氨氮的浓度影响较大。Langmuir等温方程式较Freundich、DubininRadushkevich、KobleCorrigan和Temkin等温方程式更好地描述沸石吸附氨氮的行为。     

天然沸石同步去除水中氨氮和磷酸盐

通过静态吸附实验考察了浙江缙云产天然沸石对溶液中氨氮和磷酸盐的同步去除能力及机制,结果表明,天然沸石对溶液中氨氮的吸附过程较好地满足拟二级动力学模型、Langmuir和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型。天然沸石对磷酸盐的去除能力随溶液中初始氨氮浓度的增加而增加。当溶液pH由7.0增加到9.0时,天然沸石对氨氮的吸附能力随之增加,而当pH由9.0增加到10时,天然沸石对氨氮的吸附能力则下降。当溶液pH低于7.5时,天然沸石对溶液中的磷酸盐无去除能力,当溶液pH位于7.5～9.0时,天然沸石对磷酸盐的去除能力随pH的增加急剧增加,当溶液pH大于9.0时,天然沸石对磷酸盐的去除能力随pH的增加则呈下降趋势。天然沸石对溶液中氨氮和磷酸盐的同步去除过程是自发进行、吸热及熵增加的过程。天然沸石对溶液中氨氮的吸附机制为离子交换,对磷酸盐的去除机制则为化学沉淀作用。     

沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究

通过实验研究了沸石改性条件及其对水中氨氮吸附去除的影响。结果表明，加热改性与无机酸改性不能显著提高沸石对氨氮的吸附量。利用NaOH改性的最佳浓度为1 mol/L，此条件下对氨氮吸附量可提高到650.68 mg/kg，为天然沸石的2.82倍。利用无机盐改性时，对氨氮吸附效果最好的是NaCl改性沸石，其次为KCl改性沸石与CaCl₂改性沸石。随着NaCl溶液浓度和改性时间的增加，改性沸石对氨氮的吸附量显著增加，可达天然沸石的3～4倍；在NaCl浓度为150 g/L与改性时间为18 h条件下，改性沸石对氨氮吸附量可达887.35 mg/kg，为天然沸石的3.84倍。     

沸石法工业污水氨氮治理技术研究

本文研究了斜发沸石法去除工业污水中氨氮的方法，通过沸石对NH4^ 的全交换容量、吸附和洗脱工艺条件对去除氨氮效果影响的试验，确定了处理氨氮废水的工艺流程和适宜参数。结果表明，在废水浓度pH＝7的条件下，沸石对铵的平均全交换容量达到12.96mg/g沸石，且交换容量随pH值的增大而降低；高速低温有利于吸附，低速高温有利于洗脱；处理后污水氨氮含量低于50mg/L，达到了国家排放标准。本研究可为治理氨氮废水技术开发提供了一定的技术依据。     

复合介质渗透反应格栅去除地下水中的氨氮

针对受低浓度氨氮污染的地下水,实验筛选组合了不同的反应介质,利用串联的多介质填充柱模拟渗透反应格栅,通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用来实现氮的去除。结果表明,在进水氨氮浓度为10 mg/L、流速为0.5 m/d的条件下,模拟柱对氨氮的去除率达到98%以上,且不会出现亚硝酸盐及硝酸盐浓度的升高。水体经过释氧柱后溶解氧由2mg/L升高至10 mg/L以上,表明释氧材料可提供硝化细菌所需的好氧环境。好氧柱中填充易于生物挂膜的生物陶粒及对氨氮有较强吸附能力的沸石,二者联用通过生物硝化-物理吸附协同作用实现对氨氮的去除,其中生物作用实现的氨氮去除量占总去除量的50%左右。后续厌氧反应柱填充海绵铁除氧并利用松树皮颗粒作为碳源,创造反硝化菌生长条件,硝酸盐氮浓度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下,实现对好氧反应阶段所产生的硝酸盐的去除,避免了地下水的二次污染。     

天然及CaCl_2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na＋和Ca2＋离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

改性沸石对低浓度氨氮废水的动态吸附

采用氯化钠溶液对甘肃白银天然沸石改性,以低浓度氨氮(NH4+-N)废水为处理对象,对比了天然沸石和改性沸石的动态吸附特性并绘制穿透曲线,利用Origin软件对实验数据分析处理,得出穿透曲线的通式。结果表明:在相同条件下,改性沸石的穿透时间和吸附饱和时间都比天然沸石的长约1.5倍;沸石经氯化钠改性后,对NH4+-N的吸附速率和饱和吸附量都明显提高,吸附性能显著改善。Origin软件对水溶液中NH4+-N的吸附穿透曲线的Logistic模型回归式具有较高的精度,该模型可以很好地反映沸石吸附剂的动态吸附过程。     

改性沸石对二级生化出水中氨氮的吸附特性

采用氯化钠联合高温对天然斜发沸石进行改性,通过批次实验探究改性沸石吸附氨氮特性。结果表明:氯化钠浓度为0.8 mol·L~(-1),焙烧温度为300℃条件下,氨氮去除效果最佳;改性沸石在氨氮初始浓度为8mg·L~(-1),投加量为10 g·L~(-1),反应时间为120 min的条件下,去除率可达71%,相比天然沸石提高23.1%。通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶光谱(FT-IR)考察改性前后沸石组成特征以及化学键的变化,可以看出,改性机制可去除孔道杂质及Na~+置换沸石中金属阳离子;氨氮吸附过程满足拟二级动力学方程(R~2=0.986),Langmuir等温线模型拟合结果 (R~2=0.998)优于Freundlich模型(R~2=0.839),且改性沸石最大吸附容量为5.94 mg·L~(-1)。热力学计算结果表明,沸石对氨氮的吸附过程是一个自发、吸热、熵增过程。上述结果表明,改性沸石能够有效地对污水厂二级生化出水中氨氮进行深度处理。     

海水改性沸石处理氨氮废水

沸石因具有独特的架状结构而表现出良好的选择吸附和离子交换性能,在废水处理中被广泛应用,但吸附容量偏低,需要进行改性。针对天然沸石的局限性,研究了不同改性方法对氨氮吸附的影响,确定了最佳的沸石改性方法,并进行了吸附等温模型,吸附动力学研究。结果表明,采用高温300℃焙烧后再用预处理后的海水浸泡24 h改性沸石去除氨氮效果最佳。当活化沸石投配量为10 g/L,接触时间为150 min,进水氨氮浓度为37.91 mg/L时,沸石对氨氮吸附容量为4.08 mg/g,氨氮去除率为90.45%;沸石及改性沸石对氨氮的吸附等温线符合Langmuir方程和准一级动力学方程。用海水来改性沸石的方法,不仅可提高沸石对氨氮的吸附容量和吸附速度,而且无任何添加药剂,具有简单易行、费用低廉的优点,为沸石在水处理工程中的应用提供技术支撑。     

沸石曝气生物滤池去除氨氮性能及生物学特征分析

天然沸石具有较大的孔隙率和比表面积,对氨氮有较强的选择性离子交换能力.运用天然沸石曝气生物滤池处理城市污水厂二级生化出水,结果表明,曝气生物滤池有良好的去除效果.在气水比为3∶1,水力负荷为1 m/h,温度＞20℃情况下,沸石曝气生物滤池对城市污水厂二级生化出水COD去除率为12.7%,NH3-N去除率为96.6%;试验系统沿程微生物活性和微生物量呈现逐渐下降趋势,而单位生物量的生物活性沿程分布则与此相反;曝气生物滤池对水中污染物的去除主要集中在底部进水端部分,当水流达到距进水端上方105 cm时,曝气生物滤池对水中NH3-N的去除率已达86.8%(占氨氮总去除率的90%),COD的去除率为13.3%(占COD总去除率的67%).     

淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土复合物制备及其吸附废水中NH_4~＋-N性能

采用反相乳液聚合法以凹凸棒土为原料,合成了新型NH4＋-N吸附剂淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土,并进行了氨氮吸附对比实验。结果表明：凹凸棒土氨氮单位吸附量为4.243 mg/g;淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土氨氮单位吸附量为5.301 mg/g,吸附能力比未改性的凹凸棒土提高了25%。淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土的氨氮吸附过程比凹凸棒土更符合Freundlich等温吸附模型。随着pH、温度的升高,凹凸棒土和淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土对NH4＋-N吸附量逐渐增大。