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。     

沸石粉在污泥生态床中的应用研究

研究了不同沸石粉投加比例对污泥脱水、沉降、干化时间、污泥生态床中植物根部干重的影响,最终选定沸石粉投加比例为6%。在此投加比例下,对污泥生态床中的氮磷含量进行了测定,结果表明,黄花鸢尾床与芦苇床,总磷含量下降分别为13.2%和12.2%;总氮含量下降分别为48.3%和49.2%;硝氮含量下降分别为67.2%和70.2%。     

生物沸石球强化吸附氨氮废水的动力学研究

用一种具有多孔结构特征的沸石球作为载体固定化硝化细菌强化吸附氨氮废水。结果表明,沸石球能快速固定化硝化细菌,吸附动力学表明150 min对氨氮吸附容量达到2.816 mg/g,而且还有继续增加的趋势。假二级动力学方程和Elovich模型的精确拟合说明,生物沸石球对氨氮的吸附过程可能是非均相扩散起作用及以化学吸附反应为主的复杂转化过程。扩散拟合结果表明,氨氮在生物沸石球的吸附是以液膜扩散和颗粒内扩散为吸附速率的控制步骤,活性的硝化细菌对氨氮的硝化使氨氮在微孔的吸附得到了强化。     

用于磷吸附的载铁（β-FeOOH）沸石制备及特性

以天然沸石为载体,采用FeCl3水解法制备用于磷吸附的载铁沸石（β-FeOOH-Z）,优化β-FeOOH-Z的制备条件,包括FeCl,溶液浓度、负载pH值、负载时间、负载温度和烘干温度,并利用x射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对β-FeOOH-Z及其磷吸附特性进行分析。结果表明,β-FeOOH-Z的优化制备条件为：FeCl3溶液浓度1mol／L、负载pH值6、负载时间24h、负载温度25℃和烘干温度60℃。优化制备条件下,100-120目沸石的载铁量为100．2mg／g,铁的负载率为18％,其磷吸附量为7．68mg／g,比天然沸石提高79．6％。XRD分析结果表明,β-FeOOH-Z中的杂质元素较天然沸石减少,并有效负载β-FeOOH;制备条件对β-FeOOH-Z的成分有较大影响,FeCl,溶液浓度较低、负载温度和烘干温度过高均使β-FeOOH-Z中含有α-Fe2O3,并导致其磷吸附效率降低。FTIR分析结果表明,β-FeOOH-Z的表面羟基在其吸附磷过程中起重要作用,羟基与磷酸根离子的配位交换是β-FeOOH-Z吸附磷的主要作用机制。     

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。     

Developing an anaerobic digester with external Zeolite filled column for enhancing methane production from swine manure – A feasibility study

ABSTRACT

Development of digesters with an external zeolite column facilitates the convenient removal of the zeolite with TAN, without disturbing the continuous anaerobic digestion process. A digester with an inside zeolite bed (In-Zeo) and digester without adding zeolite (No-Zeo) were employed to compare the process performance with digester with external zeolite column (EX-Zeo). The cumulative, CH₄ yields were 5% and 15% greater in the EX-Zeo, and the In-Zeo digesters respectively compared to the No-Zeo digesters. Also, the % VS reduction was 49%, 55% and 41%, respectively in the Ex-Zeo, In-Zeo and No-Zeo digesters. The results indicated that treatment with 7% zeolite during anaerobic digestion has the potential to improve biodegradation of swine manure. The addition of zeolite appeared to reduce TAN from the digestate, thereby enhancing the CH₄ yield. Zeolite could be used either internally or externally to enhance CH₄ production through anaerobic digestion of swine manure.     

碱熔预处理对粉煤灰溶解规律的影响及其动力学

在用粉煤灰合成沸石分子筛的过程中,粉煤灰在碱液中的溶解影响到合成反应的速率以及合成分子筛的性能。采用碱熔的方法处理粉煤灰,研究了粉煤灰在碱液中的溶解机理以及碱熔预处理对粉煤灰溶解规律的影响,并采用Noyes-Whitney方程分析其溶解动力学。结果表明,经过碱熔预处理的粉煤灰有36．11％的SiO2和16．33％的Al2O3转化为水溶性成分,剩余的非水溶性部分在碱液中的溶解速率也有大幅提高,硅铝离子达到平衡浓度的时间缩短,铝离子的平衡浓度有较大提升。Noyes-Whitney方程对粉煤灰在碱液中的溶解规律适用,相关系数都达到0．979以上。     

沸石负载淀粉对Pb2＋、Cu2＋和Ni2＋的吸附性能

将淀粉负载到沸石表面得到新型重金属离子复合吸附剂ZLS。分别从沸石与淀粉质量比、吸附温度、吸附时间、pH与重金属初始浓度不同方面考察了复合吸附剂ZLS吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Ni^2＋的影响。实验结果表明：当沸石与淀粉质量比为10：1,pH为6,吸附温度在30℃时,复合型吸附剂ZLS对Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋3种重金属离子的吸附效果最好;吸附动力学研究发现,ZLS对Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的吸附行为均符合准二级动力学以及颗粒内部扩散模型;等温吸附数据符合Fre-undlich模型,吸附状态属于多层吸附。     

粉煤灰沸石负载Ce^3＋／TiO2光催化降解水中的菲和荧蒽

以钛酸四丁酯为前驱体,粉煤灰合成沸石为载体,采用溶胶-凝胶方法,在低温条件下制备了稀土铈掺杂的TiO2光催化剂。利用SEM—EDS、XRD、FTIR对催化剂进行了分析和表征。以高压汞灯为灯源,对多环芳烃菲、荧蒽的降解进行了研究。实验考查了稀土铈掺杂质量分数、催化剂用量、溶液pH、目标物初始质量浓度等因素对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,当稀土铈含量为0．5％,催化剂用量为3g／L,pH偏碱性时,催化效果最佳。光催化反应符合Langmuir—Hinshelwood动力学规律,菲、荧蒽的降解过程符合一级反应动力学,反应速率常数分别为0．0126min^-1,0．0099min^-1。     

铜-胺改性ZSM-5吸附剂的制备及其对NOx的净化机理

以ZSM-5分子筛粉体为原料,成型后负载铜盐和有机胺改性,制备出一种高效脱除氮氧化物的吸附剂。通过改变铜盐、有机胺的含量以及铜盐活化温度使吸附剂的性能得到优化,在实验条件下（NO：初浓度1000mg／m^3,气流2．7L／min）床层对NO2动态吸附的透过时间由改性前的3min提高到90min,并使NO气体的释放得到有效减缓。通过动态吸附实验研究了NO释放时间在负载前后的变化,通过X射线光电子能谱（XPS）和红外分析（FTIR）研究了吸附剂表面铜元素、有机基团等在吸附前后的变化规律,提出了可能的净化机理。