選擇具備較強吸附性能的活性炭和沸石作為試驗材料,以生活污水為研究對象,將吸附劑投加量和吸附時間作為影響要素,研究確定所選原料去除生活污水中CODCr和NH3-N的技術參數。結果表明,隨著沸石和活性炭投加量的增加,NH3-N和CODCr去除率增加,當達到一定投加量的時候,去除率逐漸趨于平衡;隨著吸附劑與污水水樣接觸時間的增加,沸石和活性炭對CODCr和NH3-N的去除率呈現先升高后平穩的趨勢。

一、背景闡述

隨著我國工業化的不斷發展和人們生活水平的提高,每年大量的含有氨氮和有機污染物的工業廢水和生活污水排入水庫、河流等與人的生產生活息息相關的水系統,不僅給天然水體造成赤潮等富營養化災害,也對水中的生態系統造成不可逆轉的危害,更對人類的健康產生一定的潛在危害。水體中的氨氮在一定的條件下會轉化成亞硝酸鹽,所以,長期攝入含有氨氮的飲用水,氨氮轉化成的亞硝酸鹽會和人體中的蛋白質等物質結合,從而形成具有很強致癌作用的亞硝胺。化學需氧量(COD)反映了水樣受還原性污染物質如亞鐵鹽、亞硝酸鹽、硫化物及有機化合物等的污染水平。基于水體被有機物污染的廣泛性和普遍性,COD也是廢水中有機污染物檢測相對含量的總體指示標準之一。
活性炭外觀色澤呈黑色,為一種多孔徑炭化物;沸石無毒無味,并且對于環境基本沒有影響。沸石價格合理、熱穩定性能好、耐酸耐堿,結合中小型污水處理廠的流程結構特點,也可以在污水深度處理上有較大發展。

二、沸石吸附生活污水中CODCr和NH3-N的試驗結果

沸石的投加量對去除污水中CODCr和NH3-N的影響由表1可知,沸石用量在10~60g變化時,通過沸石吸附后的污水上清液濾液中的CODCr質量濃度在86.5~216.9mg/L變化,CODCr去除率為28.32%~71.41%;加人沸石后,污水的NH3-N和CODCr的濃度明顯降低,沸石投加量繼續增加,生活污水中CODCr的去除率仍逐漸升高。

沸石用量在10~60g變化時,沸石處理后的污水上清液濾液中的NH3-N質量濃度在16.31~26.90mg/L變化,而NH3-N去除率則在17.00%~49.68%;加入沸石可以顯著降低污水的NH3-N濃度,并且在沸石投加量小于50g時,增加沸石的投入量,NH3-N的去除率也相應提升;當沸石的投入量為60g時,NH3-N的去除率比投加量為50g的沸石大約僅僅提升了0.96%;隨著沸石投加量的持續增加,NH3-N去除率的相繼提高。

三、活性炭吸附生活污水中CODCr和NH3-N的試驗結果

活性炭投加量對去除污水中CODCr和NH3-N的影響由表3可知,活性炭用量在10~300mg變化時,活性炭吸附后污水上清液濾液中的CODCr質量濃度在53.2~203.9mg/L變化,CODCr去除率則在32.62%~82.42%變化;加入活性炭能夠顯著降低生活污水中的CODCr,并且當活性炭的投加量小于200mg時,隨活性炭用量增大,CODCr的去除率也相應增大;當活性炭用量為300mg時,CODCr去除率比活性炭用量為200mg時只提升了1.02百分點;再增加活性炭的用量,CODCr的去除率沒有太大的改變,甚至有降低的趨勢。所以,在進行活性炭吸附生活污水中CODCr試驗時,在最開始的階段增加吸附劑用量,CODCr去除率增大的效果明顯,在逐漸接近活性炭飽和吸附值的時候,繼續增加活性炭投加量,CODCr的去除率提高效果則不明顯。

本試驗進行了活性炭和沸石去除生活污水中NH3-N和CODCr效果的研究,結果表明,沸石處理污水中NH3-N的試驗整體具有快速吸附、緩慢平衡的特點;沸石投入量增加,NH3-N去除率增加,當達到一定投入量時,去除率趨于平衡。沸石吸附CODCr,隨著沸石用量的增加,污水中的CODCr去除率逐漸增高。隨著吸附劑與污水水樣接觸時間的增加,沸石對NH3-N的去除率呈現先升高后平穩的趨勢。這是由于沸石的吸附容量在投加量的不斷增加下趨于飽和的原因。綜合考慮成本等經濟因素,沸石投加量為100g/L(50g/500mL)時,對CODCr,NH3-N的去除率分別為62.79%,49.21%,接觸時間為2h時,效果最佳。