沸石去除水中氨氮的研究

    沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表面积大，离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异, 因此被广泛用于石油化工、环境保护、农牧业、建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。沸石可用做催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等，在工业上常作分子筛，用来净化气体、石油及废水处理，海水提钾、淡化、硬水软化等。目前国际上对天然沸石的开发、研究和生产相当活跃。

    氨氮存在于许多工业废水中,氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率。利用沸石去除生活污水以及工业废水中的氨氮，国内外已有较多的研究。沸石构架中有一定的空腔和孔道, 决定其具有吸附、离子交换作用, 其离子交换选择性顺序为:Cs + > Rb + > K+ > NH4+ > Ba2 + > Sr2 + >Na + > Ca2 + > Fe3 + > Al3 + > Mg2 + > Li +可见沸石对水中氨氮为离子交换。
    在静态试验条件下,研究了沸石对高含氨氮味精废水的处理效果,考察了沸石粒径、沸石用量及再生方法的不同对吸附作用的影响. 试验表明：粒径越小,吸附能力越强;5g粒径270～833μm的沸石在振荡2h后,废水中氨氮去除率达67.1%. 通过动态吸附试验,对比沸石再生前后的穿透曲线,发现沸石再生后的吸附能力与再生前相差无几,有效寿命达151h ,比再生前寿命缩短仅17h. 则其有效寿命长并可重复再生使用。又因为天然沸石是一种较廉价的矿物质,成本较其它吸附剂低,再生成本低,再生液经吹脱后可重复利用,由此表明沸石是一种较为理想的脱氮吸附剂。
    采用改性的天然斜发沸石,进行去除氨氮和腐殖酸的研究。结果表明：腐殖酸对氨氮的去除有影响,含量越高,影响也越大。沸石主要去除大分子量的腐殖酸,对小分子量的腐殖酸去除效果较差。由于大分子腐殖酸会干扰氨氮的去除,去除大分子的腐殖酸有助于提高沸石去除氨氮的效果。