沸石吸附氨氮技术探究进展

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1、沸石吸附氨氮技术探究进展摘要：介绍了沸石脱除氨氮的原理和再生机制，综述了国内外应用沸石在改良常规污水处理工艺、作为氨氮污水处理系统的介质与最终出水的氨氮控制环节等方面的研究进展。炼油催化剂生产过程中产生的污水氨氮浓度高，先后试验了多种处理方法，但水中的氨氮很难达标。研究经济合理的工艺去除催化剂生产污水中的氨氮是紧迫而实际的。沸石吸附可作为组合工艺予以试验。关键词：沸石污水处理氨氯氨氮对人体和水体具有一定的危害，水质指标中氨氮是引起水体富营养化和环境污染的一种重要污染物。去除污水中氨氮的方法有生物硝化法、气体吹脱法和离子交换法”等

2、.生物法无污染，耗能低，但其转换作用缓慢，去除难于彻底；气体吹脱法工艺简单，投资少，但易造成二次污染；而离子交换法却没有以上不足，且反应过程稳定、易控，吸附剂可再生利用，处理成本较低，特别是使用沸石作为吸附剂时.沸石具有稳定的硅氧四面体结构、大小均一的宽阔空间和连通孔道，能够吸附大量的氨氮，因此被认为是最有应用前景的去除氨氮吸附剂・。鉴于沸石有着良好的吸附与离子交换性能，而我国是世界上少数几个富产沸石的国家之一,美、日等发达国家已将沸石应用在污水处理、特效干燥剂、土壤饲料改良剂等方面，而我们大部分停留在出卖原矿为主甚至干脆闲置不

3、用。因此加强对沸石的开发和利用研究非常必要。沸石脱氨氮技术是近年来引起人们重视的一种生物物化相结合实现污水脱氨氮的新技术，这一技术就是把沸石对鞍根离子的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来，加强生物脱氨氮系统的性能和效率一、沸石对污水中氨氮的去除机理沸石是具有四面体骨架结构的多孔性含水硅铝酸盐晶体，有良好的吸附及离子交换性能；同时沸石比表面积大，对微生物无毒害，易于附着微生物作为生物载体。生物沸石脱氨氮工艺中，一方面沸石用于生物载体富集硝化菌；另一方面沸石通过离子交换作用吸附水中的铁，还有很重要的一方面就是沸石表面生物膜中的硝

4、化菌将吸附在沸石上的氨氮转化为硝酸盐，形成了一个自我吸收、自我消化的循环过程。通过生物方式不但能使沸石不断得到再生，还能提高脱氨氮的硝化性能,利用微生物作用有效地去除氨氮。此时，沸石得以全部或者部分自我再生，可以继续循环使用。生物沸石脱氨氮过程实质是化学吸附、离子交换和生物硝化三个过程。沸石孔径一般在0.4nm左右，大于这个孔径的分子和离子将不能进入，而NH4+的离子半径为0.286nm,很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换，沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。利用沸石的离子交换吸附能力去除污

5、水中的氨氮包括：吸附阶段和沸石再生阶段，沸石再生可分为化学再生法和生物再生法。化学再生法：用碱或盐溶液（NaOH、NaCl）处理吸附饱和的沸石，以溶液中的Na+或Ca2+交换沸石上的NH4+,使沸石恢复对氨的交换容量。生物再生法：应用沸石作为微生物载体，使硝化细菌附于其表面生长，这样由于硝化细菌的作用，水相中氨氮浓度逐渐降低，促使交换平衡发生逆转，已被交换吸附在沸石上的NH4+被水中其他阳离子交换下来，被硝化细菌利用。这样沸石的离子交换容量得到了恢复。沸石再生最常用的方法是化学法，但用该法再生沸石成本太高，且再生系统复杂。因此，

6、目前沸石的生物再生成为研究热点。二、利用天然沸石去除水中的氨氮游少鸿［1］等通过实验研究天然沸石对氨氮的吸附作用及其影响因素。结果表明，沸石对氨氮的吸附过程遵循准二级动力学模型；在吸附反应初始阶段（0〜180min）,沸石对氨氮的吸附速率较大，吸附质量比上升很快；随着吸附反应的不断进行，吸附速率降低，吸附质量比上升幅度较小，在6h后吸附基本达到平衡，吸附质量比保持在230mg/kg左右。30°C、4(TC和5(TC条件下，天然沸石对氨氮的等温吸附可用Langmuir等温模型拟合，相关系数均达到极显著相关，计算得到的最大吸附质量比

7、由263.16mg/kg增高到370.37mg/kgo随着天然沸石粒径与投加量的减小，沸石对氨氮的吸附质量比显著增加；在pH值为4〜8的范围内，沸石的氨氮去除效果变化不大，当pH为中性时，去除效果最好。陈彬［2］等研究了天然沸石对氨氮的吸附性能，实验结果表明：天然沸石在去离子水、自来水和生活污水中，对氨氮的吸附符合Langmuir和Freundlish吸附等温方程，天然沸石吸附氨氮的焙变为-16.21kJ/mol,温度对于天然沸石吸附氨氮的影响不大,天然沸石吸附氨氮同时受液膜扩散和颗粒内扩散的影响，在高初始氨氮浓度的情况下,颗粒

8、内扩散是吸附的主要控制因素，在共存阳离子浓度为50mg/L的条件下，共存阳离子对吸附过程的影响不大，相应的影响顺序为:K+>Ca2+>Na+>Mg2+。张曦［3］等研究了氨氮在天然沸石上的吸附过程，结果表明，天然沸石对氨氮的最大吸附量可达11.5mg/g；在共存