氨氮(NH4+)是市政污水中主要的污染物之一,含量超標(biāo)會引起水體缺氧和富營養(yǎng)化,嚴(yán)重影響水體環(huán)境.為了使市政污水作為城市再生水再次利用,需對其進(jìn)行深度處理,降低氨氮污染物含量。沸石顆粒屬沸石礦物的一種,為含水的堿金屬鋁硅酸鹽,具有巨大的比表面積,吸附和離子交換性能優(yōu)良,是一種性能優(yōu)異的環(huán)境礦物材料。斜發(fā)沸石顆??捎行コ姓鬯械陌钡任廴疚?,且具有資源節(jié)約和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。將天然斜發(fā)沸石顆粒制成高效的市政污水處理材料具有重大的研究意義。

目前,斜發(fā)沸石顆粒在市政污水處理領(lǐng)域的研究日益被重視,研究重點(diǎn)主要集中在改性處理方面,以提高對氨氮的去除效果。對沸石進(jìn)行焙燒改性、酸改性、堿改性、鹽改性及復(fù)合改性等均取得了較多的成果。另外,由于礦物粉體比表面積大、吸附性能較好,目前的研究對象大多是沸石粉體。但沸石粉體在吸附法污水處理中有明顯的弊端:一是粉體易損失、難以回收;二是粉體不易脫水,工藝流程復(fù)雜。因此,將沸石粉體進(jìn)行造粒,制成具有高效脫氮性能和較高強(qiáng)度的顆粒,具有一定的現(xiàn)實意義。成型后的沸石顆粒的吸附行為與沸石粉體有很大不同。對人工沸石顆粒吸附氨氮的過程和特征進(jìn)行研究,能從理論上得到人工沸石顆粒在氨氮污水脫除方面的規(guī)律,具有一定的實際意義。

分別在不同pH值和不同反應(yīng)溫度下進(jìn)行吸附實驗,可以看出,在不同pH值和不同反應(yīng)溫度下,氨氮吸附等溫線變化趨勢大體一致。在低范圍內(nèi)隨平衡濃度增加,平衡吸附量迅速升高;平衡濃度超過一定值后,平衡吸附量緩慢升高。

通過試驗可以證明,在不同pH值和不同反應(yīng)溫度下,復(fù)合改性沸石顆粒吸附氨氮速度在整個過程中均受膜擴(kuò)散控制,60 min后還受顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制。復(fù)合改性沸石顆粒吸附氨氮是自發(fā)過程,溫度升高吸附速率加快,有利于氨氮在沸石上的吸附。沸石顆粒吸附氨氮是吸熱過程,溫度升高,吸附量增加,熵效應(yīng)是氨氮吸附作用進(jìn)行的主要驅(qū)動力。