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NH+4 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 5 0mg/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     

低浓度氨氮废水的离子交换法脱氮

分别研究了沸石的等温吸附模型,改性沸石在交换柱中的穿透与再生,通过化学沉淀法对再生废液中氨氮的回收等。结果显示:60～80目单位重量天然斜发沸石对氨氮的饱和交换容量为4.15 mg/g;30 mg/L的氨氮废水经过交换柱后沸石的穿透吸附容量和平衡吸附容量分别为:4.50 mg/g和4.757 mg/g。化学再生后,用化学沉淀法使再生废液中氨氮由202 mg/L降到16.3 mg/L。     

粉煤灰合成沸石去除城市暴雨径流中氨氮

采用粉煤灰为原料,通过耦合碱熔-两步合成法制得3种合成沸石产品,并以合成沸石制备大粒径的功能填料。通过氨氮吸附速率实验和等温吸附实验探讨了合成沸石及功能填料的氨氮吸附速率和最大吸附容量(Qm),以功能填料构建模拟人工快速渗滤系统,研究其对城市暴雨径流中氨氮的去除效果。结果表明,合成沸石对氨氮的吸附速率极快,5min去除率约达到75%,氨氮最大吸附容量为11.36～16.13 mg/g;功能填料对氨氮的最大吸附容量有所下降,但氨氮吸附速率仍较快,应用于模拟人工快速渗滤系统时能在较高的水力负荷下快速去除城市暴雨径流中的氨氮。碱处理再生法更适于进行合成沸石功能填料原位再生,氨氮吸附容量一次再生率达到67%～87%。     

斜发沸石处理氨氮废水

以斜发沸石为吸附剂处理氨氮废水,研究了斜发沸石粒径、反应时间、废水pH、废水氨氮初始浓度、斜发沸石用量对吸附的影响,分析了斜发沸石的吸附动力学和热力学特征。结果表明,在298 K下,当斜发沸石用量为7 g/100 mL,沸石粒径小于74μm,废水氨氮初始浓度为200 mg/L,pH为7,吸附时间为3 h时,废水中氨氮的去除率可达到92.71%,斜发沸石吸附氨氮符合拟二级动力学方程。在温度为298~318 K之间时,吸附等温线更好地符合Freundlich方程。在此基础上,热力学计算发现,ΔH00、ΔG00、ΔS00,表明氨氮在斜发沸石上的吸附是自发吸热过程,以物理吸附为主。     

斜发沸石对城市污水处理厂二级出水中氨氮的处理效果研究

通过静态实验,研究天然斜发沸石去除城市污水处理二级出水中氨氮的性能。研究结果表明,投加量越大,沸石对废水中氨氮的去除率越高,但是吸附容量越低;沸石对氨氮的去除具有短时间内快速吸附,然后缓慢平衡的特点;粉末状沸石对氨氮的去除效果明显好于颗粒状沸石;pH对氨氮去除率有显著影响,pH值为6时,沸石对氨氮的去除率最高。NaCl和NaOH溶液对沸石的改性具有明显的效果,HCl溶液对沸石的改性作用不明显。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔-水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0.9、活化温度为800℃、活化时间1.5 h、晶化温度90℃和晶化时间3 h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310 mg/g,在pH为6的100 mL模拟氨氮废水中加入6 g 4A沸石分子筛吸附40 min后,废水中氨氮的去除率达到86%。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g,在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后,废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

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。     

改性沸石去除地下水中铁锰实验研究

测定了2种改性沸石的基本特性,并选取0.6 m层高的交换柱,通过动态试验,研究其分别用于除铁和除锰的工艺性能。实验结果表明,2种沸石质量全交换容量分别为578.2 mmol/kg和722.2 mmol/kg;产水水质均能达到饮用水标准：含铁量≤0.3 mg/L,含锰量≤0.1 mg/L;减少进水中铁锰含量（≤2 mg/L）和降低运行流速（≤20 m/h）,都有利于提高工作交换容量,但流速对除铁沸石影响较小;再生剂为1 mol/L的NaCl,再生速率1 m/h条件下,每升除铁沸石再生剂用量为1.2 L,洗脱率（再生废液中目标离子含量与原水中过滤时的去除量之比）达0.95,比耗（再生剂用量与工作交换容量之比）为16,每升除锰沸石再生剂用量为1.6 L,洗脱率达0.8,比耗为16。     

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。     

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。     

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。     

沸石吸附去除城市污水厂初沉池出水中氨氮的研究

直接向城市污水初沉池出水中投加沸石，利用沸石对氨氮的选择性交换去除其中的氨氮，并辅以实验室配制液作为对比，研究结果表明：（1）沸石对初沉池出水中的氨氮具有很强的选择性；（2）与实验室配制液相比，在城市污水初沉池出水中沸石的交换容量受其他离子和有机物的影响而有所下降，但下降并不明显；（3）沸石对初沉池出水中的COD也有一定的去除效果。     

钙型天然斜发沸石去除猪场废水中营养物的实验研究

以钙型天然斜发沸石为实验材料,研究反应时间、沸石投加量、pH值、有机物浓度等因素对去除实际猪场废水中氨氮、磷和COD效果的影响。研究表明,钙型天然斜发沸石对实际猪场废水的处理效果良好,在沸石投加量为250 g/L、pH值为8.0～9.0、反应时间为24 h的条件下,钙型天然斜发沸石对氨氮、磷和COD的去除率分别达到96%、97%和84%。pH值对钙型天然斜发沸石氨氮去除效果影响不大,但对磷和COD的去除效果影响较显著;当pH值由6.0升高至7.0时,磷的去除率由63%迅速升高至93%,pH值为8.0以上时,去除率接近95%;随pH值的升高,COD的去除率先升高后降低,在pH值为8.0时,去除率达到最大,为84%。废水COD浓度对氨氮去除率的影响基本可忽略,但对磷的去除有轻微的抑制作用。采用固定滤柱过滤时,水力负荷控制在375 mL/h以下,氨氮、磷和COD的去除效果较好。     

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.     

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。     

4A沸石去除水中Pb~(2+)的研究

在静态条件下,研究了4A沸石对废水中Pb2+的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素。实验表明:当温度为30℃,废水pH为5~6,0.01 g4A沸石对100 mg/LPb2+溶液10 mL吸附20 min,Pb2+的去除率可达到99%以上。在实验研究条件下,4A沸石对Pb2+的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数为0.9819和0.9998。经计算,4A沸石对Pb2+的饱和吸附量为125 mg/g。4A沸石吸附水中Pb2+,达到吸附平衡的时间较短;溶液pH值的变化对吸附效果影响不显著;温度从室温略微升高,Pb2+的去除率略有增大。吸附在4 A沸石上的Pb2+可回收利用,处理后的4A沸石可以再生,且重复使用性能较好。     

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,pH 6.0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.     

4A沸石去除水中Pb2＋的研究

在静态条件下,研究了4A沸石对废水中Pb2＋的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素。实验表明：当温度为30℃,废水pH为5～6,0．01g4A沸石对100mg／LPb2＋溶液10mL吸附20min,Pb2＋的去除率可达到99％以上。在实验研究条件下,4A沸石对Pb2＋的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数为0．9819和0．9998。经计算,4A沸石对Pb2＋的饱和吸附量为125mg／g。4A沸石吸附水中Pb2＋达到吸附平衡的时间较短;溶液pH值的变化对吸附效果影响不显著;温度从室温略微升高,Pb2＋的去除率略有增大。吸附在4A沸石上的Pb“可回收利用,处理后的4A沸石可以再生,且重复使用性能较好。     

含表面活性剂的采油废水催化氧化处理

对含有表面活性剂的废水(以下简称表活废水)进行了傅里叶红外光谱分析(FTIR),结果表明,废水中所含表面活性剂主要为环烷酸钠。采用次氯酸钙(Ca(ClO)2)和活性炭-Ni催化氧化处理,在Ca(ClO)2投加量为4 500 mg/L,活性炭-Ni投加量为7 000 mg/L时,反应90 min,出水COD为158.91 mg/L,去除率达62.92%。催化氧化出水经沸石吸附处理,在pH为6.85,吸附时间为2 h,沸石投加量为17 g/L的条件下,吸附出水COD和油含量分别为88.92 mg/L和2.53mg/L,去除率分别为45.65%和90.02%,均达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准要求。催化剂活性炭-Ni和吸附剂沸石均具有较稳定的活性,在重复使用20次后,出水COD的去除率仅分别降低了1.16%和1.32%。