NaCl改性人造沸石去除废水中氨氮的性能及其影响因素

采用NaCl溶液对人造沸石进行改性处理,考察NaCl溶液浓度对改性效果的影响.通过表面特征分析、静态吸附试验及吸附等温分析,进一步比较了人造沸石和改性人造沸石对氨氮的吸附去除性能.由X射线衍射(XRD)分析可知,沸石经改性后表面变粗糙,同时出现NaCl晶体特征衍射峰.试验结果表明,1.0 mol·L-1NaCl溶液对人造沸石的改性效果最佳;在沸石用量为1.0 g(50 mL废水)、氨氮浓度为10 mol·L-1、反应时间为40 min、反应温度为25℃和pH值为6.52条件下,改性人造沸石对氨氮的吸附效果最佳,去除率为96.02％.Langmuir和Freundlich吸附等温方程均可较好地拟合2种沸石对氨氮的吸附过程.改性人造沸石对氨氮的吸附饱和容量(21.46 mg·g-1)远大于人造沸石(9.03 mg·g-1).     

天然沸石对农田退水中氨氮的去除

利用静态吸附实验研究了沸石颗粒大小、氨氮初始浓度、接触时间及Na+离子浓度等因素对天然白银沸石去除模拟黄灌区农田退水中氨氮(NH4+-N)效果的影响,同时研究了吸附等温线特征,并考察了其吸附机理.研究结果表明,沸石颗粒大小、接触时间及NH4+和Na+初始浓度对NH4+-N交换容量都会产生一定影响;根据复相关系数(R2),NH4+-N的吸附等温线更符合三参数等温线模型;而对于两参数等温线模型,Langmuir模型比Freundlich模型能更好地描述NH4+-N在天然沸石上的离子交换过程;NH4+-N吸附实验数据与Elovich模型拟合最好(R2≥0.9766).研究结果表明了天然白银沸石是一种适合NH4+-N去除的离子交换剂,可用于黄灌区农田退水中NH4+-N的去除.     

改性斜发沸石处理高浓度氨氮废水

采用NaOH碱熔法对缙云斜发沸石进行处理,采用正交实验对碱熔法改性沸石的最佳条件进行了选择;并对改性前后的沸石进行粉末X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和扫描电镜(SEM)表征;详细研究了所得改性沸石在氨氮废水处理中的净化性能.结果表明,处理沸石的水热温度对氨氮去除效果的影响最显著;碱熔法处理可使缙云斜发沸石转变为低硅铝比的Na-P型分子筛,它对氨氮废水的NH4+-N具有优异的吸附性能.当改性沸石投加量为5 g,对100 mL浓度为1000 mg.L-1氨氮溶液,氨氮去除率可达77.8%,改性沸石吸附NH4+-N是一快速吸附过程,且能较好地符合Langmuir吸附等温模式,偏向于单分子层的吸附.     

4A分子筛处理高浓度氨氮废水

采用水热法合成了4A分子筛,并讨论了合成过程中的影响因素.用粉末X射线衍射(XRD)对产物进行了表征.以水溶液中氨氮为目标,用4A分子筛对其进行吸附处理;通过一系列对比实验,评价所合成的4A分子筛及其工业品对高浓度模拟氨氮废水中氨氮的吸附性能.结果表明,所合成的4A分子筛对水中氨氮的吸附效果远好于工业品4A分子筛;并且吸附效果与4A分子筛投加量有关;在氨氮量为100 ml×1000mg.l-1时,沸石的最佳投加量是3 g,去除率可达到76.50%.此外,吸附剂对氨氮的对数吸附等温线符合Langmu ir方程,表明吸附为化学单分子层吸附,等温线的斜率为0.4766,在0.1—0.5之间,从理论上表明4A分子筛可作为吸附剂用于高浓度氨氮废水的处理.     

氨氮在天然沸石上的吸附及解吸

研究了氨氮浓度、温度、时间、共存阳离子等对氨氮在天然沸石上吸附的影响 ,比较了HCl及NaCl溶液对氨氮解吸的效果 ,初步探讨了沸石吸附氨氮后自然硝化的规律 .结果显示 ,随着氨氮浓度的增大或温度的升高 ,沸石吸附量上升 ,最大可达 1 1 5mg·g- 1 ;沸石吸附的初始阶段 (0— 8h) ,沸石吸附量随时间显著上升 ,此后趋于平缓 ;在不同阳离子共存的情况下 ,K 可使沸石吸附量降低 5 0 %以上 ;HCl溶液对氨氮解吸的效果好于NaCl溶液 ,解吸率最高可达到 6 0 % ;沸石吸附的氨氮在硝化细菌作用下可转化为硝氮 ,溶液中硝氮浓度 1 2 0h后可达 9mg·l- 1 ,在总氮中比率达到 2 7% .     

改性斜发沸石吸附水中氨氮的研究

研究了改性斜发沸石对水中氨氮的吸附行为，考察了pH值，氨氮初始浓度以及竞争阳离子等对钠型沸石吸附氨氮的影响，同时进行了钠型沸石的吸附动力学研究。结果表明，采用饱和氯化钠改性制备得到的钠型沸石具有较大的饱和吸附容量，受氨氮初始浓度和溶液pH值的影响，钠型沸石吸附氨氮的行为在YNH4^ =0.5时发生偏离，竞争阳离子的存在在不同程度上抑制了钠型沸石对氨氮的吸附。钠型沸石吸附氨氮的行为在YNH4^ ＝0．5时发生偏离。竞争阳离子的存在在不同程度上抑制了钠型沸石对氨氮的吸附。钠型沸石吸附氨氮速度的控制步骤是内扩散步骤，可采用Vermeulen吸附模型加以描述。     

三种人工湿地填料对低浓度氨氮废水的吸附特性

以沸石、陶粒、火山岩为试验材料,分别考察了不同初始氨氮浓度、pH、共存金属阳离子、温度对填料吸附氨氮的影响,并采用了吸附等温线、动力学和热力学对吸附过程进行解析.结果表明,Langmuir方程与Freundlich方程均能较好地描述氨氮在3种填料上的等温吸附行为.3种填料对氨氮的最大吸附量分别为0.9625 mg·g-1(沸石)、0.8643 mg·g-1(火山岩)和0.6928 mg·g-1(陶粒).Freundlich方程中,1/n0.5,表明3种填料对氨氮的吸附属于优惠吸附.颗粒内扩散不是控制填料吸附NH+4的唯一控速步骤,吸附过程可能受到内扩散和表面吸附的共同影响.pH值介于6—9之间时,对氨氮有较好的去除效果.共存阳离子对氨氮的吸附具有抑制作用,具体表现为Al3+Mg2+Na+Ca2+.等温解吸试验表明,陶粒对氨氮的吸附以物理作用为主,而沸石和火山岩以离子交换为主.     

介质阻挡放电强化沸石处理氨氮废水

本文采用介质阻挡放电(DBD)强化沸石处理废水中的氨氮,比较了人造沸石、4A沸石分子筛、13X沸石分子筛等3种沸石对氨氮的去除效果,去除率分别为84.84%、17.54%、16.65%.DBD强化人造沸石对氨氮废水去除效果最佳,两者表现出了良好的协同去除氨氮作用.采用单因素实验和正交实验考察了放电电压、放电间距、放电频率等电气参数对氨氮处理的影响.研究结果表明,最佳实验参数为:放电间距0 mm,放电电压22 kV,放电频率14.5 k Hz,20—40目人造沸石投加量10 g·L~(-1),处理20 min,初始浓度100 mg·L~(-1)的模拟氨氮废水去除率达84.84%.在协同体系中,DBD产生的高压电场、热效应加速了离子的迁移,冲击波和超声等增加了分子、离子与沸石颗粒的碰撞几率.氨氮克服沸石表面界膜阻力的能力增加,促使沸石表面吸附的氨氮向沸石内部迁移,氨氮更易被去除.     

苦卤-鸟粪石沉淀法预处理垃圾渗滤液

以苦卤为新型镁沉淀剂,改性沸石为晶种,对鸟粪石沉淀法预处理高浓度氨氮垃圾渗滤液进行实验研究.结果表明:当n(Mg):n(N):n(P)=1.3:1.0:1.1,氨氮去除率为96.2%;铁沸石晶种在3.5g/150ml时氨氮的去除率增加到了97.88%.对新型镁沉淀剂成本分析表明,苦卤和改性沸石作鸟粪石沉淀剂和晶种是可行的。     

松香基季铵盐表面活性剂改性沸石对水中刚果红的吸附性能

以松香基季铵盐阳离子表面活性剂(N,N,N-三甲基-N-松香基氯化铵,TAAC)对天然沸石进行改性得到TAAC改性沸石并进行红外光谱、扫描电镜和X射线粉末衍射等手段表征.考察了TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附性能的影响因素,如粒径、改性剂投加量、温度、pH值等,结果表明这一改性能显著地提高沸石对刚果红的吸附量;在pH值4.0—10.0范围内,CR的吸附量随着pH值增加而下降;反应温度从20℃上升至40℃,TAAC改性沸石对CR的吸附容量有所下降.TAAC.改性沸石对水中刚果红的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以较好的描述TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附过程,其最大吸附容量为78mg·g-1(pH6.0,T=20℃).热力学分析表明,TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附是自发和放热的过程,是化学吸附和物理吸附共同作用的过程,其吸附机制主要为静电吸引、氢键和芳香基的疏水作用.TAAC改性沸石吸附刚果红后可通过NaOH再生,且随着NaOH浓度的增加到0.1mol·L~(-1),其解吸率明显增大.     

天然斜发沸石的氨氮改性吸附与化学再生

本文采用改性与化学再生方法,探索天然斜发沸石对氨氮吸附的最佳改性及化学再生条件.无机盐改性、热改性、有机改性试验结果表明,最佳改性方法为无机盐NaCl法,改性沸石吸附量较天然沸石提升了近20%,最佳NaCl浓度为1 mol·L~(-1);热改性法不能显著提高沸石的氨氮吸附容量,相反高温会破坏其结构;十二烷基苯磺酸钠改性法可以使改性沸石在其表面形成了新的阳离子吸附点,使其吸附性能提升;而十六烷基三甲基溴化铵改性沸石表面形成的是阴离子吸附点,对带正电的NH_4~+会产生排斥,导致其吸铵性能下降.化学再生试验表明,KCl溶液对铵饱和沸石的再生效果最显著,适宜再生浓度为0.1—0.2 mol·L~(-1).经KCl再生后的沸石再次通过NaCl改性,可延长沸石使用周期以及提高再生沸石的吸附能力.     

人工湿地不同基质对氨氮的吸附特性研究

过量氮是引发水体富营养化的重要原因之一,氮的去除是控制水体富营养化的关键,其中人工湿地中基质对氨氮的去除是人工湿地处理污水的重要途径。通过基质氨氮吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后氨氮解吸实验,研究沸石、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化氨氮的效果,评价其饱和吸附后氨氮解吸可能造成的二次污染风险及基质去除氨氮的主要途径。结果表明：4种基质对氨氮的吸附量顺序依次为沸石〉红泥〉炉渣〉水洗砂;沸石去除氨氮的途径以离子交换为主,物理吸附作用很小;炉渣的离子交换作用和物理吸附作用效果相当。从氨氮的解吸率来看,沸石的解吸率最小,红泥次之,炉渣和水洗砂的解吸率较大。综合评价,沸石更适合作为人工湿地污水去除氨氮的基质。     

沉水植物黑藻对沉积物氨氮吸附/释放特征的影响

氮素是主要的湖泊营养盐,而沉水植物作为湖泊生态系统主要的组成部分,对系统中氮素的跨界面迁移有着重要的影响。在实验室模拟条件下,通过沉积物氨氮释放动力学、吸附热力学和吸附动力学实验,研究了沉水植物黑藻(Hydrilla verticilla)对沉积物氨氮吸附/释放特征的影响,得到如下结论:(1)一级动力学反应模型能较好地拟合沉积物氨氮释放的动力学过程,种植沉水植物没有影响氨氮释放的趋势,但增强了沉积物释放氨氮的能力;(2)分别用多个模型对沉积物氨氮吸附热力学和动力学过程进行拟合,结果均表明种植沉水植物以后,沉积物对氨氮吸附的趋势没有影响,但吸附强度有所下降。     

一种水热稳定的金属有机骨架UiO-66高效捕获水中磷酸盐的性能及机理

本研究采用溶剂热法制备了一种水热性能稳定的金属有机框架UiO-66,并系统考察了其对水中磷酸盐的高效捕获性能.通过表征手段证实,合成的UiO-66具有良好的晶型结构和极大的比表面积,且稳定性良好. UiO-66吸附磷酸盐的过程受pH影响明显,最佳吸附pH值介于5.5—7.0. Langmuir吸附等温模型对吸附过程拟合更好,饱和吸附量可达43.066 mg·g^-1,且由于吸附过程为化学吸附,主要依靠羟基的配体交换作用,因此温度影响不大.与商用阴离子吸附剂D201相比,高浓度背景离子的加入对UiO-66吸附过程无明显影响,表明UiO-66对磷酸盐具有优异的吸附选择性和高效捕获性能.伪二级动力学模型可以很好地描述UiO-66对磷酸盐的吸附过程.经过6次循环吸附-脱附,UiO-66仍能有效去除水中磷酸盐,并可通过DMF溶液超声解吸实现有效再生.结果表明,UiO-66作为一种新兴的吸附剂有望实现磷酸盐在水中的深度高效去除.     

沸石和改性沸石对孔雀绿(MG)和磺化若丹明(LR)的吸附特性

以斜发沸石为原料制取壳聚糖改性沸石,并对改性沸石进行扫描电镜(SEM)和孔分布表征.改性沸石的表面附着壳聚糖并形成覆盖性多孔状结构,改性前后沸石BET比表面积变化不大,但改性沸石的总孔容积和平均孔径分别增大1.62倍和1.71倍.相对而言,初始浓度变化对天然沸石去除率的影响较小,而改性沸石所受影响较大.沸石对MG的吸附速率明显低于LR,吸附容量明显大于后者,这可能是范德华力和静电斥力综合作用的结果.p H值在2.0—9.0范围内MG的吸附随p H呈上升趋势,p H值超过9.0后又略有下降,LR在p H 4.0—11.0范围内呈下降趋势.反应温度从20℃上升至60℃,天然沸石对LR和MG的吸附容量有所提高.相对于准一级和准二级方程,孔内扩散方程可以更好地描述MG、LR在沸石和改性沸石上的吸附动力学,说明吸附反应主要发生在较大的微孔中,孔内扩散为影响吸附反应速率的主要因素.Langmuir方程和Freundlich方程均能较好描述吸附等温过程,两种沸石均易于与MG和LR发生吸附反应,但改性沸石吸附能力明显优于前者.热力学分析表明,MG和LR在沸石和改性沸石上的吸附过程是吸热反应,吸附反应是自发的过程,且属于物理吸附为主的反应类型.     

环境因子对海州湾表层沉积物中氨氮吸附-解吸的影响

沉积物中的有机质在微生物作用下矿化,产生大量氨氮,大部分氨氮会被沉积物颗粒吸附,影响氮在沉积物中的硝化、反硝化以及厌氧氨氧化等作用,因此,沉积物对氨氮的吸附-解吸作用是影响沉积物中氮循环的一个重要过程。海湾具有水动力作用强烈,扰动和盐度等物理化学条件复杂多变的特点,研究环境条件变化对沉积物中氨氮吸附-解吸的影响有助于揭示其对沉积物-水界面氮营养盐交换的影响机制。因此,以海州湾表层沉积物样品进行室内模拟实验,通过吸附-解吸动力学和热力学实验,研究扰动大小、粒度分布和盐度等环境因子对氨氮吸附-解吸的影响。结果表明,吸附和解吸是一个复合动力学过程,主要在30 min内完成,30 min以后逐渐达到动力学平衡状态;准二级吸附动力学方程和修正的Elovich模型对沉积物吸附氨氮的模拟效果较好,一级反应动力学方程可以较好地描述沉积物对氨氮的解吸动力学过程。热力学模型的拟合结果显示沉积物对氨氮的吸附符合Henry模型,描述解吸过程的最优模型是Langmuir模型。一定范围内振荡频率的增加、粒径的减小、盐度的降低都会提高沉积物对氨氮的吸附能力;一定范围内振荡频率的增加、粒度的增大、盐度的升高都会增强沉积物对氨氮的解吸量。该研究可为进一步认识和理解环境因子变化对氨氮吸附-解吸的影响及机制提供理论依据。     

铁掺杂介孔氧化硅-石墨化炭复合物对橙黄Ⅱ的吸附

利用水热法合成铁掺杂介孔氧化硅-石墨化炭复合物(Fe MS),并对其进行结构表征,发现其具有介孔结构,且高铁含量的Fe MS含有明显的石墨化炭物种.比较了传统吸附剂活性炭、SBA-15及Fe MS分别对橙黄Ⅱ的吸附性能,考察了初始p H、投加量、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,并对吸附过程进行了动力学研究和吸附等温模型的模拟.结果表明:Fe MS对橙黄Ⅱ有很好的吸附性能,且高铁含量的Fe MS吸附量优于低铁含量;Fe MS吸附橙黄Ⅱ的最佳p H值为7,最高吸附量能达到1108 mg·g-1;初始浓度对橙黄Ⅱ吸附效率有明显的影响;对低浓度的橙黄Ⅱ,可在120 min内达到吸附平衡;Fe MS对橙黄Ⅱ的吸附动力学数据符合准二级动力学模型;Fe MS对低浓度橙黄Ⅱ的吸附符合Henry等温模型,饱和吸附量与橙黄Ⅱ的浓度有关.     

天然沸石对溶液中氨氮吸附特性的研究

为了探讨天然沸石对NH4 的吸附规律,以浙江缙云出产的粒径为2~3.2mm的天然斜发沸石为实验材料,进行吸附等温线实验和吸附动力学实验。结果表明,实验沸石对NH4 的吸附等温线符合Langmuir公式,且对氨氮吸附量的极限值为1.624mol·kg-1;实验沸石对NH4 的吸附反应符合一级动力学方程,反应速率常数为0.1882h-1。通过监测溶液中各阳离子浓度的变化,可确定沸石晶体内与NH4 进行交换的主要离子为Ca2 和Na ,二者占交换总量的96%以上;在交换反应初期,出现了由于沸石晶体中的离子在固液两相中的再分配所造成的离子交换的不等量现象。     

ZIF-67高效吸附去除水中的洛克沙胂

作为一类很有应用前景的金属有机骨架材料(MOFs),沸石咪唑酯骨架(ZIFs)由于具有比表面积大、孔隙可调、易于实现内外位点功能化等优点,广泛受到人们的关注.作为ZIFs材料的一种,具有上述特点的沸石咪唑酯骨架-67(ZIF-67)由Co~(2+)离子和2-甲基咪唑通过配位及自组装形成.ZIF-67拥有高度稳定的结构,在吸附、分子分离、传感、催化等领域有着广泛的应用.本研究利用一种环境友好型的方法合成了ZIF-67,并用来吸附去除水中的洛克沙胂.探究了吸附过程中的吸附动力学、吸附热力学行为和吸附机理.实验结果表明,ZIF-67对水中的洛克沙胂具有优良的吸附性能,在pH=6时最大吸附量可以达到172.45 mg·g~(-1),吸附动力学与热力学行为分别符合准二级动力学和Langmuir吸附等温模型.ZIF-67对洛克沙胂的吸附机理可能是静电吸附和离子交换作用.通过固定床小柱实验表明ZIF-67具有很好的实际应用性能.     

硅酸钙处理富营养化湖水中氨氮的实验研究

湖泊的富营养化问题日益严重,已给人类的生产、生活带来了极大的危害.而氨氮废水的大量排放,使原本恶化的湖泊水雪上加霜.为了去除富营养化湖水中氨氮,研究了硅酸钙对氨氮的吸附性能.经检测可知水样中氨氮的质量浓度为1.12 mg?L-1,实验结果表明,用粒径大小为100目的硅酸钙吸附剂处理100 mL的水样,当投加量为1.0 g,pH为8,震荡时间为60 min时吸附达到平衡,硅酸钙对富营养化湖水中氨氮的去除率达到81.67%;其吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,线性相关系数分别为0.9639和0.9793,最大吸附量为6.60 mg?g-1;由此可见硅酸钙能够很好地吸附富营养化水体中的氨氮.