沸石是一族架狀結(jié)構(gòu)的多孔性含水鋁硅酸鹽礦物,硅氧四面體都是其基本單位,其中部分的Si4+被Al3+所取代,而為了能夠中和負(fù)一價的氧離子,就會有相應(yīng)的金屬陽離子加入其中,這些與晶格聯(lián)系較弱的堿金屬(堿土金屬)和水分子極易與周圍水溶液中陽離子發(fā)生交換作用, 因而沸石具有良好的離子交換選擇性能。當(dāng)前,隨著污水處理工藝不斷改良與技術(shù)提高,沸石被廣泛應(yīng)用于污水治理項目中。另外,由于沸石種類較多,因此選擇吸收處理氨氮廢水效果最佳的斜發(fā)沸石。

本次試驗(yàn)選用了產(chǎn)自河北省圍場縣的斜發(fā)沸石。試劑:氯化鈉溶液、硫酸鋅、氫氧化鈉、碘化鉀、碘化汞、酒石酸鉀鈉、氯化銨等,均為市售分析純化學(xué)品。在溫度298K下,取100mL一定濃度的氨氮廢水于250mL錐形瓶中,向其加入一定質(zhì)量和粒徑的斜發(fā)沸石,將各錐形瓶置于空氣振蕩器中以200r/min的速度震蕩一定時間后靜置,取上清液,用納氏試劑分光光度法測定水樣的吸光度,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出溶液中剩余氨氮濃度,比較不同實(shí)驗(yàn)條件下,斜發(fā)沸石對氨氮吸附的影響。

反應(yīng)時間對氨氮去除率的影響?

通過試驗(yàn)可知,沸石吸附氨氮是一種快速吸附、緩慢平衡的過程,在開始試驗(yàn)前的3小時,沸石對于污水中的氨氮吸附率會隨著時間增加而增加,并且斜發(fā)沸石能夠?qū)Π钡娜コ蔬_(dá)到92.71%,進(jìn)一步延長反應(yīng)時間吸附速率增加緩慢,這是因?yàn)楫?dāng)斜發(fā)沸石吸附溶液中的NH4+達(dá)到飽和后,在溶液中會出現(xiàn)離子交換和吸附平衡現(xiàn)象,這時候即便延長時間也無法很大程度上提高氨氮去除率,直到7小時后可以保持氨氮去除率不變。這時候可以認(rèn)為是沸石已經(jīng)吸附飽和,這時候氨氮的去除率為93.61%,選擇吸附時間為3小時。

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。