第21卷第1期蘭州鐵道學院學報(自然科學版)Vol.21 No.12002年2月JOURNAL OF LANZHOU RAILWAY UNIVERSITY ( Natural Sciences )Feb. 2002文章編號:1001 - 4373( 2002 )01 - 0087- 03沸石去除污水中氨氮的研究'肖舉強(蘭州鐵道學院環(huán)境科學與工程學院,甘肅蘭州730070)商要通過室內(nèi)試驗證明活化沸石是-種良好的除氨材料交換容量可達1. 45 mg/g沸石能夠用于污水除氨;影響活化沸石除氨的主要因素是濾料的裝填高度、濾速、沸石粒徑大小、原水水質以及沸石運行過程的生物相形成等.建議濾柱較佳工作條件為濾料粒徑0.8~ 1.7 mm濾料裝填高度1.2 m運行濾速3~4 m/h.關鍵詞污水沸石氨氮過濾法除中圖分類號:X52文獻標識碼:A隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展大量工業(yè)廢水、生.的比表面積極大( 400 ~ 800 m2/g)具有良好吸附性活污水和農(nóng)用化肥等進入河流、湖泊等水體使這些能.沸石構架上的平衡陽離子和水分子與格架結合水域中氨氮的含量增高.過量氮和磷的化合物能使的不緊密極易與周圍水溶液里的陽離子發(fā)生交換藻類大量繁殖溶解氧銳減,水質嚴重退化.長期以作用交換后的沸石結構不被破壞這就使沸石具有來城市污水二級處理法主要以去除COD和ss為陽離子交換特性.目標對氨態(tài)氮等無機營養(yǎng)物質的去除效果不佳.因利用沸石的吸附與離子交換作用可以除氨其此,有效控制和降低污水中氨氮的含量,已成為現(xiàn)代去除水中氨氮以及再生過程的機理可用如下反應式污水處理技術的一項新課題.而如何采用價廉、實用表示:的除氨技術又是當前的研究重點之一.除氨過程Z- -Na* +NHt→Z-NH2 + Na污水中的氮主要以有機氮化物和氨氮形式存再生過程Z- -NH4 + Na+→Z- -Na++ NH2在.傳統(tǒng)的活性污泥法能將有機氮化物轉化為氨氮,其中z代表沸石骨架.卻不能有效去除之常用的一些去除氨氮的方法如氣提法、陰離子交換樹脂法、生化法都因設備復雜、2試 驗材料和方法成本高、除氨效果不理想難以有效解決這個問題.由試驗選用甘肅某地天然斜發(fā)沸石其化學組成于沸石對氨氮較高的選擇性,可被應用于這一領見表1.將此沸石破碎、篩分并用NaCl等預處理后,域12].用于除氨試驗.試驗原水選用蘭州煉油廠生活污水1沸石 去除氨氮機理處理站生物二級處理出水其主要水質指標見表2.表1甘肅天然沸石化學成分沸石是一種呈架狀結構的多孔性含水鋁硅酸鹽成分SiO2 AlO3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na20礦物的總稱其化學通式可表示為(Na,K);(Mg，含量6%70.5411.061.953.291.32.041.07CaSr ,Ba);[ Al,+2,Sin-(x+2,)O2n] mH20其中x為堿金屬離子的個數(shù)ry 為堿土金屬離子個數(shù),n為表2試驗用水水質指標硅鋁離子個數(shù)之和,m為水分子個數(shù).在沸石構架指標pFCODBOD5ss NH4中陰離子晶格上的負電與平衡陽離子的正電電荷濃度°27_10~.1910~453~7中心在空間.上是不重疊的.因此分子間具有巨大的中國煤化工靜電吸引力沸石晶格內(nèi)部有很多大小均一的孔穴.JYHCNMH安水監(jiān)測分析方法》和通道空穴通過開口的通道彼此相連這就使沸石中鈉試劑比色法( 國家環(huán)保局編).收稿日期2001-09-30作者簡介:肖舉強( 1966- )男陜西西安人碩士蘭州鐵道學院副教授.88蘭州鐵道學院學報(自然科學版)第21卷表4不同沸石柱高度除 氨效果3試驗結果及討論沸石柱高度1.0m沸石柱高度1.2 m3.1沸石除 氨試驗通水量/L除氨率/%除氨率/%_14.848.514.263.2將活化沸石、天然沸石、石英砂、活性炭分別裝30.732.830.245.6入內(nèi)徑14 mm的有機玻璃柱中,由柱底進水,當出42.424.741.8水氨離子濃度達到進水濃度的90%時,停止運行,56.1.19.255.7進行反沖洗,并用5%的NaCl再生.連續(xù)運行4個80p周期所得結果見表3.從表中數(shù)據(jù)可以看出活化表3幾種材料除氨結果周期數(shù)2440材料進水NH4 mg/L4.41 5.26 6.215.79活化沸石全交換容量1.45 1.01 0.98 0.9620mg NHt /g天然沸石1.21 0.79 0.74 0.69 .mg NH:/g103050 60石英砂0.013 0.012 0.014一mg NHt/g+H=1.0 m卡Hut.2 m活性炭mg NH/g_0.48 0.45 0.44圖2沸石 裝填高度對除氨效果的影響當濾柱的內(nèi)徑、沸石粒徑、濾速-定通水量相差不1.6大時沸石柱高與除氨率有關.隨著濾柱高度的增加沸石對氨的去除率也增加.當沸石柱較高時,下層的沸石先與污水接觸進行離子交換吸附經(jīng)交換吸附后水中的氨氮濃度下降并從下層移到上層繼續(xù)進行交換吸附上層沸石起保護層的作用.當沸石柱較短時氨離子在沸石柱中還未充分交換就已流3出柱床.所以要有一定的沸石層高度才能保證氨氮周期敷的去除率建議選用1.2 m的沸石柱裝填高度.+括化拂石七夭然拂石士磷砂→括性炭3.3濾速對除氨效果的影響濾速即水通過交換柱的流速,改變?yōu)V速對除氨圖1不同材 料除氨效果對比效果影響較大.表5為不同濾速下氨氮的去除效果.沸石對NH2的交換容量最高,可達1.45 mg/g沸對于高度及粒徑相同的活化沸石，降低濾速可以提.石,比天然沸石高出20%左右遠遠好于石英砂和高去除率,但濾速太低需要設備龐大產(chǎn)水量小不活性炭的除氨效果.說明沸石經(jīng)預處理一活化后其經(jīng)濟.而濾速過高氨氮的去除率會下降.因此在實離子交換性能明顯改善.第二周期活化沸石的交換際運行工藝中要根據(jù)具體情況選擇適當濾速建議容量比第十周期有-定程度的下降2 ,3 A周期的濾速選為3~4 m/h.交換容量趨于穩(wěn)定其原因可能是因為污水中含有表5濾速對除 氨效果的影響Ca2+ ,致使沸石對氨的去除率有所降低,此結論在濾速接觸時間 進水NH: 出水NH2 去除率通水量/m1 h-其它資料中也有報道3].2.4中國煤化工。58.36.03.2 柱高對活化沸石除氨的影響YHC NMH G,57.06. 1在兩只直徑為14 mm的有機玻璃柱中裝入不4.15.202.4353.3 10.4同高度的活化沸石控制運行濾速為3.5 m/h觀察6.34.002.2045.016.0沸石的除氨效果試驗結果見表4.表中數(shù)據(jù)表明,第1期肖舉強沸石去除污水中氨氮的研究8960p80p60o第20-20之451.7-2.80.8-1.70.6-0.8流速/m.h-1.粒徑/mm圖3濾速對除 氨效果的影響圖4不同沸石 粒徑對氨除率對比3.4粒徑對除 氨效果的影響期由于沸石吸附量的飽和及生物膜的老化,去選取不同粒徑的沸石分別裝入三根內(nèi)徑相同的除率就會下降此時就需及時進行反沖洗和再生.玻璃柱裝填高度均為1.0 m控制濾速為3. 5m/h ,4結論進行除氨試驗所得結果見表6.從表中數(shù)據(jù)可以看出,10~ 20目的沸石除氨效果較好.因為粒徑小的活化沸石對水中氨氮有良好的去除效果是-沸石比表面積大,可使吸附接觸面積增大但粒徑過種優(yōu)良除氨新材料其吸附交換容量可達1. 0mg小易使濾床堵塞水頭損失升高而降低除氨能力粒NH2/g沸石以上遠比活性炭、石英砂除氨效果好.徑太大，去除率偏低.因此沸石粒徑的選取要根據(jù)濾料的裝填高度、濾速、沸石粒徑、原水水質和沸石不同的水質來確定，建議濾料粒徑選為的質量對活化沸石除氨效果有較大的影響.濾料的0.8~1.7 mm.裝填高度越大氨的去除率越高;降低濾柱濾速,可表6不同粒徑的沸石對 氨氮的去除率以提高除氨效果沸石的粒徑在0.8~ 1.7 mm范圍粒徑進水氨濃度平均去除率內(nèi)具有更好的除氨性能;當原水中鈣鎂離子含量較/目/ mm/mg上-/% .高時會降低活化沸石的除氨效果濾柱運行一段時7~ 101.7~2.822.049.110~ 200.8~ 1.768.6間后需定期進行反沖洗和再生.20~ 280.6~0.8。18.153.3參考文獻:3.5沸石中生物相對除 氨效果的影響當出水氨氮濃度接近進水濃度時，對柱體進行[1] 高秉忠.凈水技術[ J].上海凈水技術編輯部,1990 ,反沖洗取反沖洗水進行生物相觀察.在顯微鏡下可(3)37- 39.以觀察到活的原生動物,說明在運行一段時間后柱[2]徐國興.水處理技術[J]杭州:冰處理技術編輯部，1990 ( 6) 456- 459.中有生物膜生長.由于微生物對氨氮的降解作用使[3] [日宗宮功.污水除磷脫氮技術[ M].張莉楠,吳之麗氨氮的去除率在運行中期有升高的趨勢到運行后譯.北京:中國環(huán)境科學出版社,1987.Research on Removing Ammonia - Nitrogen from Wastewater by Actived ZeoliteXiao Juqiang( Cllege of Environmental Science and Engineering ,Lanzhou Railway University ,Lanzhou 730070 , China )中國煤化工Abstract :The tests in lab has proved that actived zeolite is an avachange capacity canreach 1 .45mg/g and be used to remove ammonia - nitrogen from:CHCNMHG. i i of zeolite size , fil-ter velocity , zeolite height and bacteriain in the filter process on removing nitrogen has been discussed too. Theoptimal working condition are size of zeolite 0.8~ 1 7mm ; column height 1. 2m ; filter velocity 4m/h.Key words :wastew ater jactived zeolite ammonia ;filter iremoving