天然沸石(主要成分為硅22.3wt%、鋁5.62wt%、氧66.1wt%及少量鈣、鈉、鎂、鐵、鋅等),PAC(碘值1000mg/g,亞甲基藍值120mg/g,粒度超過200目占比90%,水分10wt%,灰分9wt%),混凝劑聚合氯化鋁,氯化銨、高錳酸鉀、酒石酸鉀鈉、納氏試劑、氯化鈉、氫氧化鈉、濃鹽酸等購自某化學(xué)試劑有限公司,Milli-Q超純水。
靜態(tài)吸附實驗分為改性沸石粉單獨吸附、PAC單獨吸附及沸石粉與PAC聯(lián)用吸附。在單獨吸附中將一定量吸附劑投加至400mL模擬水樣中,充分攪拌吸附,靜置沉淀20min后取上清液測定NH3-N,CODMn和UV254等。兩者聯(lián)用吸附時,先投加2.0g/L沸石粉,快速攪拌后投加15mg/LPAC,其余吸附過程與單獨吸附過程一致。
從比表面積與孔性質(zhì)分析結(jié)果可以看出,改性可大幅度提高沸石的比表面積和平均孔徑,有利于提高沸石粉的吸附交換性能,其中比表面積增大趨勢呈組合改性沸石粉MZ>酸改性沸石粉H-Z>鹽改性沸石粉N-Z>高溫改性沸石粉T-Z,組合改性沸石粉MZ的比表面積增大157.4%,平均孔徑增大34.7%。且t-Plot微孔面積參數(shù)的降低和總孔體積增大反映出改性沸石粉的小孔含量降低,大孔含量增加。因此沸石粉改性尤其是組合改性可增加沸石粉比表面積,清除孔道雜質(zhì),提高孔道有效空間,使改性后的沸石粉吸附交換能力得到提高。
用組合改性MZ進行耦合強化混凝,相較于酸改性沸石粉H-Z、鹽改性沸石粉N-Z和高溫改性沸石粉T-Z,沸石粉比表面積和平均吸附孔徑增加最明顯,改性后沸石粉的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,但對NH3-N具有吸附交換能力的Na+特征吸收峰顯著增強。
MZ耦合PAC強化混凝過程中Zeta電位的絕對值明顯降低,膠體斥力減少;絮體粒徑大,分布集中,表面更粗糙,粘黏現(xiàn)象明顯;MZ和PAC成為凝聚核心,改善混凝效果;同時有機物的有效去除降低了其對MZ的吸附和覆蓋,進一步強化MZ對NH3-N的去除效能。