一、吸附污水中氨氮的意義

氨氮排入海洋、湖泊、河流及其他水體時可引起水體富營養化,嚴重時會使水中溶解氧下降,魚類大量死亡。因而,在水資源短缺和水污染日益嚴重的今天,經濟有效的控制氨氮廢水有重要的研究價值。水中氨氮的處理方法主要有生物硝化法,氣體吹脫法和離子交換法等。生物硝化法無污染,能耗低,但其轉換作用緩慢,去除難以徹底。氣體吹脫法工藝簡單,投資較低,但易造成二次污染。而離子交換法是通過對氨離子有很強選擇吸附作用的材料去除水中氨氮的方法,反應過程穩定,吸附劑可再生利用,處理成本較低,因此占據著很重要的地位。常見的吸附材料有活性炭、硅膠、蒙脫石、氧化鋁和沸石等。

二、沸石濾料是水處理中的理想濾料

沸石是一種易得的非金屬礦物,其具有穩定的硅(鋁)氧四面體結構。沸石的多孔性、高比表面積和陽離子交換特性使得其在分子篩、化學 催化、吸附和陽離子交換方面具有廣泛的應用價值。通過適當改性處理后,沸石的吸附和離子交換能力將更為突出。例如,通過熱酸浸泡,熱堿浸泡,焙燒改性,鎂鹽浸泡,β-環糊精改性,半胱胺鹽酸鹽改性等方式,可以改變天然沸石的物學特性,清理沸石孔道中的雜質,提高沸石比表面積,從而提高沸石的吸附量。同時由于沸石構架中有一定孔徑的空腔和孔道,決定了其具有吸附、離子交換等性質,
因此其對氨氮具有很強的選擇性吸附能力,因而可作為新型的濾料應用于氨氮廢水的處理中。

三、沸石濾料吸附水中氨氮的試驗與效果

研究者通過在不同溫度下進行試驗,研究不同時間內沸石濾料對水中氨氮的吸附量,進而得出反應速率變化的規律和物質濃度隨時間變化的規律。沸石對氨氮的吸附量隨時間而變化見圖1。

并且通過試驗可知,隨著沸石濾料粒徑的增大,沸石濾料對氨氮的單位吸附量減小,由?3.75mg·g-1?減少到?1.25 mg·g-1,由此可見粒徑與沸石的吸附量成反比。這是由于隨著沸石濾料粒徑的減小,比表面積增大,吸附量也會隨之增加。

總之,在污水處理中使用沸石濾料能夠有效吸附氨氮,并且增加沸石濾料的投加量,可以增加氨氮的去除率,但是沸石濾料的單位吸附量會下降,而減小沸石濾料的粒徑可以提高其吸附量。