對天然沸石及其改性后對水體中低濃度氨氮的吸附去除進行實驗研究，發現當吸附時間是90min，廢水pH值為5左右時，天然沸石粉的氨氮去除率達54.77%，吸附氨氮的效果最好；天然沸石粉在100℃下，經0.3mol/L的氯化鈉溶液改性效果最好，改性沸石粉在吸附時間60min，pH為5時，氨氮去除率達98.85%，吸附氨氮的效果最好。

一、背景闡述

城市污水以及部分工業廢水中存在含氮污染物，排放水體可能會導致水體的富營養化，即使經過處理的污水，其TN含量一般仍然會達到15mg/L以上，遠高于導致水體富營養化的氮含量水平。所以，如何對一般污水處理工藝的出水中低濃度含氮污染物進行處理，降低水環境污染壓力成為了近期水污染防治的熱點之一。Zeolite是一種呈架狀結構的多孔性含水鋁硅酸鹽礦物的總稱，其具有單斜晶體，即有分子篩性質的硅氧四面體和鋁氧四面體，對于尺寸小于其孔徑的分子(如NH4+)有較高的選擇吸附特性，且其交換能力遠大于活性炭和離子交換樹脂。另外，已有研究表明，對天然沸石進行合理的改性，能顯著提高沸石的吸附容量。

二、實驗方法

在城市污水處理廠的二級出水中，氨氮濃度一般小于25mg/L，所以，本研究采用分析純NH4Cl配置的模擬廢水，氨氮的初始濃度約為25mg/L。實驗中，首先考察天然沸石吸附氨氮的工藝條件，確定運行參數(廢水的pH值、吸附時間)。然后進行沸石改性試驗，分別考察了氯化鈉溶液的濃度、改性時間、氯化鈉溶液的溫度對沸石粉吸附氨氮的影響，確定了沸石粉的最佳改性方法，接著研究最佳改性后的沸石粉吸附氨氮的最優pH值、吸附時間。最后，比較改性前后的沸石粉對氨氮的吸附效果。

三、結果與討論

實驗中，取6份pH值為5的100mL的模擬廢水，再分別加入1g天然沸石粉，在30℃下分別振蕩10、30、40、60、90、120min后，離心并測其上層清液的氨氮濃度，結果如圖2。隨著吸附時間的增長，氨氮的去除率逐漸升高，90min吸附接近平衡，氨氮的去除率達54.77%，對應的吸附容量1.369mg/g，其后去除率增長趨于平緩

一方面，沸石粉中可交換的陽離子原本保持著電中性，由于NaCl溶液溫度的升高使得這些陽離子能夠更迅速地被鈉離子交換。另一方面，沸石粉中的水合陽離子在100℃時容易發生可逆脫水，對鈉離子的交換有利。并且溫度達到100℃時，原本充滿在沸石粉的孔道和空腔中的水分子可以蒸發除去，從而增大了沸石粉的孔隙度，使吸附能力提高。

總之，天然沸石粉可以吸附廢水中的氨氮，但其吸附性能有一定的局限性。天然沸石粉在吸附廢水中的氨氮時，最佳工藝條件是pH值為5，吸附時間為90min，此時天然沸石粉吸附氨氮的去除率高達54.77%，氨氮吸附容量為1.369mg/g。