以改性沸石粉體為原料,采用添加黏結劑和造孔劑方法制備多孔顆粒Zeolite,重點研究了黏結劑種類、用量、造孔劑種類和用量,水添加量等對沸石散失率及吸附氨氮、磷酸鹽性能的影響。結果表明:聚乙烯醇(PVA)黏結效果優于水泥和羧甲基纖維素鈉(CMC),造孔劑碳酸氫鈉相比較活性炭效果更佳.掃描電鏡(SEM)結果發現添加碳酸氫鈉后,顆粒沸石孔徑增大,孔隙結構得到明顯改善.在改性沸石粉體中添加1.2%PVA、4%碳酸氫鈉、40%水制備所得顆粒型沸石散失率為0,且具有較高氮磷吸附性能,對水中氨氮、磷酸鹽的去除率高達88.55%和83.11%.吸附動力學實驗表明,多孔顆粒型沸石對氮磷的吸附更加符合擬二級動力學模型。

沸石粉體材料自身黏結能力不強,團聚能力較弱,試驗中分別對沸石粉體中添加PVA、水泥和CMC三種黏結劑提高其團聚強度.各黏結劑添加量是指其用量占沸石粉體質量的百分比,水的添加量是指沸石粉體造粒時水的用量占沸石粉體質量的百分比.試驗結果如圖1所示,顆粒散失率隨黏結劑添加量升高顯著降低,當PVA、水泥和CMC添加量分別為1%、100%和10%時,顆粒散失率為0.結果表明,由于高黏結劑濃度會增加粉末混合物的黏度,粉末更容易團聚,因此顆粒沸石的散失率越低.圖2為PVA、水泥和CMC黏結劑添加量分別為1%、100%和10%條件下,水的添加量和顆粒散失率的關系圖,當水的添加量分別為35%、40%和50%時,PVA、水泥和CMC制備的沸石顆粒散失率為0.上述結果表明,相對于水泥與CMC黏結劑,PVA黏結劑對沸石顆粒散失率的影響效顯著,并且用量低,對沸石顆粒物理影響小。

如圖3所示,隨著碳酸氫鈉添加量的增加,沸石顆粒的脫氮除磷率呈先增高后降低的趨勢,與脫氮率相比,除磷率變化趨勢很小.碳酸氫鈉添加量為4%時,沸石顆粒脫氮除磷率較好,分別為88.55%和83.11%,與未添加造孔劑的沸石顆粒相比,脫氮除磷率分別提高了14.88%和12.56%。

隨著活性炭含量增加沸石顆粒的脫氮除磷性能同樣出現先升高后降低的趨勢,當活性炭添加量為6%,脫氮除磷率較好分別為80.15%和72.50%,而此時顆粒散失率高達16.7%。

SEM圖像表明通過添加造孔劑顆粒沸石的孔道結構明顯得到改善,靜態吸附試驗驗證了制備的多孔顆粒沸石吸附性功能良好,可操作性強.動力學試驗表明,多孔顆粒沸石對氮磷的吸附更加符合擬二級動力學模型。