試驗(yàn)中以河北圍場天然沸石為原料,分別用搖床和吸附柱實(shí)驗(yàn)研究了天然沸石對氨氮的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附特性。隨著沸石粒徑與投加量的減小,沸石對氨氮的吸附量顯著增加。在pH?值6.0~8.0時(shí),沸石對氨氮去除效果最好。
隨著城市人口的日益膨脹和工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,氨氮污染的來源越來越廣泛,排放量也越來越大,氨氮的污染日益嚴(yán)重。氨氮排入水體,容易引起水中藻類及其他微生物大置繁殖,形成富營養(yǎng)化污染,這不但會(huì)使水中溶解氧下降,魚類大量死亡,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊戯嬎踩R虼耍コw中的氨氮對于防?治水體富營養(yǎng)化和保障水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)至關(guān)重要。天然沸石是含水多孔鋁硅酸鹽的總稱,其結(jié)晶構(gòu)造主要由(SiO)四面體組成,其中部分?Si4+為?Al3+取代,導(dǎo)致負(fù)電荷過剩,因此,結(jié)構(gòu)中有堿金屬(堿土金屬)等平衡電荷的離子。同時(shí)沸石構(gòu)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(zhì),因此其對氨氮具有很強(qiáng)的選擇性吸附能力,因而可被應(yīng)用于氨氮廢水的處理。
通過在不同溫度下進(jìn)行試驗(yàn),研究不同時(shí)間內(nèi)沸石對氨氮的吸附量,進(jìn)而得出反應(yīng)速率變化的規(guī)律和物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的規(guī)律。沸石對氨氮的吸附量隨時(shí)間而變化見圖1。在不同溫度下,沸石對氨氮的吸附量都是隨著時(shí)間的增加而增加,但并不一定隨著溫度的升高而增加。在吸附反應(yīng)初始階段(0~60 min),沸石對氨氮的吸附速率較大,吸附量上升很快,隨著吸附反應(yīng)的不斷進(jìn)行,吸附速率降低,在360 min后吸附基本達(dá)到平衡。沸石對氨氮的快速吸附階段是氨氮在沸石表面和內(nèi)部孔隙中的擴(kuò)散吸附過程,第二階段為平衡吸附過程,此時(shí)吸附速率隨著溶液中氨氮濃度的降低而變慢,最終達(dá)到固液兩相平衡。
10、25 ℃和?40 ℃下的平衡吸附容量分別為3.60、4.05 mg·g-1和3.87 mg·g-1左右。采用SPSS?軟件進(jìn)行處理間多重比較LSD分析,結(jié)果表明在3種溫度下沸石對氨氮的吸附容量有顯著性差異(P<0.05)。
由于沸石具有交換吸附的特性,今后將在陽離子對沸石吸附的影響和沸石改性等方面開展進(jìn)一步研究,并將沸石作為吸附基質(zhì)材料,進(jìn)行水體富營養(yǎng)化治理和水產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理等實(shí)際應(yīng)用研究。