天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究
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氨氮吸附法
氨氮吸附法是一种处理低浓度氨氮废水的方法,其原理是利用多孔性固体作为吸附剂,将废水中的氨氮吸附在吸附剂表面,从而达到去除氨氮的目的。
吸附法根据吸附原理的不同可分为物理吸附、化学吸附和交换吸附。
常用的吸附剂有以下几种:
1. 沸石:天然沸石或改性沸石具有良好的离子交换性能,尤其是对于铵离子(NH₄⁺)具有较高的选择性和吸附能力。
2. 粉煤灰:作为工业废弃物资源化利用的实例,粉煤灰经过适当处理后,可以显示出一定的吸附氨氮的能力,尤其适合低浓度氨氮废水的处理。
3. 膨润土:作为一种层状硅酸盐矿物,通过改性处理后能够增强对氨氮的吸附效果,适用于中低浓度氨氮废水的处理。
4. 活性炭:活性炭具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积,能够通过物理吸附和化学吸附作用去除废水中氨氮,但通常用于深度处理或者小范围应用。
5. 树脂吸附剂:某些阳离子交换树脂如聚苯乙烯系、丙烯酸系等树脂,能有效地通过离子交换机制吸附并去除水中的氨氮。
6. 新型吸附材料:近年来研究出的一些新型吸附材料,如生物质碳、纳米复合材料、金属有机骨架(MOFs)等也表现出了优异的氨氮吸附性
能。
在实际操作过程中,影响吸附效果的因素包括吸附剂的种类与用量、溶液pH值、接触时间、温度以及废水中的氨氮初始浓度等。
吸附饱和后的吸附剂需要进行再生处理,以恢复其吸附能力,实现吸附剂的循环使用。
沸石改性及对水中氨氮的吸附性能研究作者:杨岳吴涛涛王闰民陈珊媛来源:《环境与发展》2020年第09期摘要:为有效处理含氨氮废水,选用沸石分子筛为载体,以氢氧化钠为改性试剂,以氨氮吸附率作为活性评价指标,通过正交实验设计确定了NaOH碱改性沸石分子筛吸附剂的最佳改性条件。
实验结果表明:当NaOH浓度为1.5 mol·L-1,加热温度为80 ℃,浸渍时间为6 h,并于600 W微波功率下作用2 min所制得的NaOH碱改性沸石分子筛吸附剂具有最高的吸附性能,工作120 min后对氨氮的吸附效率已达到83.54%。
并考察了氨氮初始浓度及水温对改性沸石的氨氮吸附性能的影响,实验表明氨氮吸附效率随氨氮初始浓度及水温的增大而增大,而当氨氮浓度低至10 mg/L时,改性沸石作用120 min后对氨氮的吸附效率亦在60%以上,当水温为37℃时,改性沸石作用60 min,氨氮吸附率已高至85.57%。
关键词:沸石分子筛;氢氧化钠改性;氨氮;吸附;正交实验中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)09-0-03DOI:10.16647/15-1369/X.2020.09.067Research on adsorption of ammonia nitrogen in water with modified zeoliteYang Yue,Wu Taotao,Wang Runmin,Chen Shanyuan(Yangjiang Polytechnic,Yangjiang Guangdong 529500,China)Abstract:In order to effectively deal with wastewater containing ammonia nitrogen, the zeolites modified by sodium hydroxide were used. The optimum modification conditions of zeolites were determined by orthogonal experimental design. Meanwhile, the adsorption properties of zeolites modified by sodium hydroxide were studied. The results show that the adsorbent of zeolites modified by sodium hydroxide has high adsorption activities, when the concentration of sodium hydroxide is 1.5 mol·L-1, the heating temperature is 80 ℃, the dipping time is 6 h, and the adsorbent is activated by microwave at 600 W for 2 min. After reaction for 120 min, the adsorption efficiency of ammonia nitrogen has reached 83.54%. In addition, the effects of and water temperature on the adsorption of modified zeolite were investigated. The the initial concentration of ammonia nitrogen results demonstrated that the adsorption efficiency of ammonia nitrogen increased with the increase of the initial concentration of ammonia nitrogen and water temperature. When the concentration of ammonia nitrogen was as low as 10 mg·L-1, the adsorption efficiency of ammonia was more than 60% after 120 min. And when the water temperature was 37 ℃, the ammonia adsorption has been as high as 85.57% by the action of modified zeolite for 60 min.Key words:Zeolite;Sodium hydroxide modification;Ammonia nitrogen;Adsorption;Orthogonal experimental氨氮是指水中以游離氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮,是造成湖库等淡水水体及海湾富营养化污染的主要营养素,表现为某些水生植物(如绿萍等)及藻类(如蓝藻、红藻等)的大量繁殖,导致鱼类等水生生物因溶解氧的过度消耗而死亡[1]。
天然沸石去除废水中氨氮的研究作者:方佳丽李荣寨来源:《科学与财富》2017年第05期摘要:随着社会经济的迅速发展,大量含氨氮的生活和工业废水排入天然水体,造成环境污染日益严重。
天然沸石由于具有较好的吸附和离子交换性能,被应用于废水中氨氮的去除。
本文通过单因素实验法,研究分析了沸石粒径、投加量、振荡时间、PH值、再生等因素对氨氮去除率的影响。
研究结果表明,天然沸石在处理模拟低浓度氨氮废水时,废水氨氮浓度≤100mg/L,沸石粒径>60目,投加量为50g/L,振荡时间为1h,PH值为4-8时效果最佳;实验还发现,在处理实际生活和工业的氨氮尾水时同样具备较好的去除效果,且循环3次再生使用后天然沸石仍具有一定的氨氮去除能力。
关键词:天然沸石;生活废水;工业废水;氨氮废水Abstract: With the rapid development of social economy, a large number of industrial and domestic wastewater containing ammonia nitrogen discharged into natural water, Environmental pollution is becoming increasingly serious. The natural zeolite has good adsorption and ion exchange properties, study on the application of nature zeolite in treatment of ammonia nitrogen wastewater has been carried out. Through single factor experiment method, research and analysis of the particle size of zeolite, dosage,oscillation time, pH value, zeolite recycling study on ammonia removal. The results show that nature zeolite removal ammonia nitrogen from simulation wastewater, the condition of ammonia nitrogen concentration is less than 100mg/L, the particle size of zeolite is more than 60 mesh, dosage is 50g/L, oscillation time is 1 hour, pH value is 4-8 has the best effect; The experimental results also show that the treatment process has a better effect in the treatment of the actual life and industrial ammonia nitrogen tail water. And the natural zeolite still has a certain removal capacity after 3 cycles.Key words: nature zeolite; domestic wastewater; industrial wastewater; ammonia nitrogen wastewater.前言水环境中的氨氮是指以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。
改性沸石法去除微污染水中氮的研究本课题以氨氮浓度大约为5mg/L的微污染水为研究对象,其COD浓度低于20mg/L,以开发适合我国国情的废水脱氮技术为目标,对沸石离子交换去除氨氮的处理工艺进行了探讨,并对其改性处理效果及再生效果进行了试验研究。
研究了沸石经NaCl、NH4NO3改性处理后对微污染饮用水中氨氮的吸附。
结果表明:改性沸石对氨氮有较好的吸附,吸附温度为常温,NaC1溶液、NH4N03溶液改性沸石的最佳浓度分别为0.6—1mol/L、1.5—2mol/L,氨氮的去除率达90%。
近年,随着社会经济发展和城市化进程,河流受生活污水和工业废水污染的情况日趋严重,其中特别以污水对河流产生的污染问题更为突出,使我国出现日益严重的水质性缺水现象,严重影响了人民的生产和生活,并制约了社会的可持续发展。
尤其以氨氮的富营养化污染为最严重。
微污染饮用水中,普遍都含有一定浓度的氨氮。
氨氮浓度过高,会抑制自然硝化,降低水体自净能力。
目前净水工艺广泛采用过滤介质活性炭法,但价格昂贵。
本文采用改性沸石去除水中的氨氮,工艺简单,易再生,处理成本低,去除率高。
沸石是一族具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物,特殊的晶体化学结构使沸石拥有离子交换、高效选择性吸附、催化、耐酸、耐辐射等优异性能和环境属性。
由于它的特殊结构,对氨具有优先选择交换性、良好的再生性和低的运行成本及各种温度下皆有效的特点,己被用于去除废水中高浓度氨。
利用它去除水中的氨氮,取得良好的效果,为微污染饮用水中氨氮的去除提供了一种高效、实用、经济的新方法。
近年来,国内外对沸石特别是斜发沸石和丝光沸石在微污染饮用水源处理中的应用作了大量研究工作,沸石在饮用水处理中有着很好的应用前景。
沸石去除氨氮的原理氨氮在水中以离子态NH4+和分子态NH3两种形式存在。
沸石去除氨氮的原理为:①两种形式的氨氮自溶液本体向沸石表面迁移,部分分子态的氨氮在颗粒外表面动态吸附平衡;②颗粒外表面流体界面膜内的传质;③颗粒内的扩散和分子态的氨氮在孔隙内的动态吸附平衡;④离子态的氨氮在孔隙表面上的动态离子交换过程平衡;⑤交换后的离子向溶液本体扩散。
天然斜发沸石对水中氨氮吸附影响因素研究摘要:本实验研究了天然沸石对氨氮的吸附影响因素及机理,结果表明,沸石投加量为2g,粒径由20目增加到100目时,其qe从0.341上升到0.512mg/g;沸石投加量1g,初始氨氮浓度10mg/L增大到100mg/L时,qe从0.112上升0.595mg/g;氨氮初始浓度为100mg/L,投加量为有1g增大到15g时,qe从0.595mg/g下降到0.268mg/g,;沸石吸附氨氮更适合用Langmuir吸附等温线和准二级反应动力学进行描述,其R2分别为0.997和0.998。
关键词:天然沸石;氨氮;吸附容量Study on Influencing Factors by Natural Stellerite AdsorptingAmmoniumDianbo-XuChina Railway Fifth Survey And Design Institute Group Co.,Ltd. Abstract: This study investigated the influencing factors and mechanism of natural zeolite adsorptin ammonia nitrogen.The results show that: zeolite dosage 2g and particle size increased from 20 mesh to 100 mesh, qe increased from 0.341 to 0.512mg / g; zeolitedosage 1g, initial ammonia concentration of 10 mg / L increased to 100mg / L, qe roses from 0.112 to 0.595mg / g; ammonia initial concentration is100 mg / L and the dosage from 1g increased to 15g,qe decreased from 0.595mg / g to 0.268mg / g; the zeolite adsorbed ammonia is more suitable to describe Langmuir adsorption isotherm and pseudo-second reaction kinetics, R2is 0.997 and 0.998 respectively.Keywords:Natural Stellerite;Ammonium;Adsorption capacity引言:近年来,随着城市化进程的加快,化工厂废水的过度排放,使得水体中的氮元素含量过多,导致水体富营养化现象日益严重,已经成为当今世界面临的全球性的重大环境问题[1]。
沸石的改性及其对水源水中氨氮去除的研究刘通;闫刚;姚立荣;陆丽巧;赵婷婷;张文艺【摘要】以水源水为处理对象,通过对沸石进行酸、盐、高温改性和氨氮去除试验,考察沸石粒径、接触时间、温度等因素对氨氮去除的影响.结果表明,经盐(NaCl)改性的沸石对氨氮有较高的去除率,对于氨氮浓度为4.43mg/L的水源水,在粒径0.8~1.7mm,温度25℃的条件下,经15min接触,氨氮浓度可降至0.3mg/L,去除率可达93.2%.改性沸石对氨氮的去除机理是沸石表面(及内部孔隙)吸附作用和离子交换作用.对于普通自来水厂,只需将快滤池中常用的石英砂部分替换成改性沸石即可有效去除饮用水中的氨氮.经测算其投资仅增加33~39元/m3,运行费用基本不变.%High concentration of ammonia-nitrogen in source water is extremely harmful to human health. How to remove ammonia-nitrogen efficiently and at low-cost in tap water has been a tough problem for numerous water plants. In this study, experiments were conducted using source water to investigate the effect of zeolite size, contact time and temperature upon the ammonia-nitrogen removal by zeolite modification with acid, salt and high temperature and the ammonia-nitrogen removal test. The results show that NaCl-modified zeolite has better removal efficiency. Under the condition of particle size being 0. 8 - 1.7 mm, temperature of 25℃,contact time for 15 min, the ammonia-nitrogen concentration in source water is decreased from 4. 43 mg/L to 0. 3mg/L, while the removal rate comes up to 93.2%. The mechanism of removing ammonia-nitrogen by modified zeolite is zeolite surface (and internal pore ) adsorption and ion exchange. Using modified zeolite partially to replace the common quartz sand in fastfiler is only needed for ordinary water plants to remove ammonia-nitrogen effectively in drinking water. Financial estimation show that the investment increases only by 33 ~39 yuan/m3, while the running costs basically un-increases.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2011(038)002【总页数】5页(P97-101)【关键词】改性沸石;水源水;氨氮;CODMn【作者】刘通;闫刚;姚立荣;陆丽巧;赵婷婷;张文艺【作者单位】中冶华天工程技术有限公司,马鞍山,243005;常州大学环境与安全工程学院,常州,213164;常州大学环境与安全工程学院,常州,213164;常州大学环境与安全工程学院,常州,213164;常州大学环境与安全工程学院,常州,213164;常州大学环境与安全工程学院,常州,213164【正文语种】中文【中图分类】X703目前国内外对于改性沸石去除水中氮的研究较多,其中将改性沸石应用于生物处理是较为经济有效的方法。
改性沸石的制备及去除废水中氨氮的研究
摘要
本文通过改性沸石的制备实验,研究了其在去除废水中氨氮方面的应用。
实验结果表明,经过改性处理的沸石具有很好的去除废水中氨氮的性能,表现出较高的吸附效率和良好的重复使用性。
该研究有望为废水处理领域提供一种有效、经济的氨氮去除方法。
引言
废水中的氨氮是一种常见的污染物,对水体环境造成了严重的危害。
因此,开发高效、经济的氨氮去除方法至关重要。
改性沸石因其较大比表面积和丰富的孔结构而被广泛用于吸附废水中的有机物和无机物。
本文旨在探讨改性沸石在去除废水中氨氮方面的应用。
实验方法
1.实验材料准备:
–沸石原料
–改性试剂(如盐酸、聚乙二醇等)
–实验废水(含氨氮)
2.沸石的改性:
–将沸石与适量的改性试剂混合反应,经过一定处理后得到改性沸石。
3.氨氮吸附实验:
–将改性沸石与实验废水中的氨氮进行接触反应,记录吸附后的氨氮浓度,并计算吸附率。
4.实验数据处理:
–对实验数据进行统计和分析,得出改性沸石在去除废水中氨氮方面的性能指标。
实验结果与讨论
经过实验研究,我们发现改性沸石具有良好的去除废水中氨氮的性能。
在实验条件下,改性沸石对废水中的氨氮有较高的吸附率,且对重复使用的稳定性较好。
这说明改性沸石在废水处理领域有很大的应用潜力。
结论
通过本文的研究,我们验证了改性沸石在废水中氨氮去除中的有效性。
改性沸石具有良好的去除性能和稳定性,在废水处理中具有广阔的应用前景。
未来的研究可以进一步探讨改性沸石的制备方法、吸附机理等方面,以实现更好的废水处理效果。
改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究【摘要】本文基于改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究,通过分析改性沸石的结构和性质、氨氮在水体中的特性,探讨了改性沸石在氨氮吸附和脱附中的应用,以及在河道治理中的工程应用。
研究发现,改性沸石具有优异的吸附和脱附性能,可以有效降低水体中的氨氮浓度,提高水质。
结论指出,改性沸石在河道治理中的应用具有良好的效果,未来可以进一步深入研究该工艺的优化和推广应用。
本研究为解决河道氨氮污染问题提供了新的思路和方法,具有重要的理论和实际意义。
【关键词】改性沸石、氨氮、河道治理、吸附-脱附工艺、研究、水体、结构与性质、工程应用、成果、未来研究、展望。
1. 引言1.1 研究背景近年来,随着城市化进程的加快和农业生产的发展,我国许多河道水体受到了严重的氨氮污染。
氨氮是一种常见的水体污染物,其主要来源包括城市污水、农田排放和工业废水等。
高浓度的氨氮不仅会导致水体腐蚀,还会对水生生物造成严重的危害。
如何有效地去除水体中的氨氮成为了当前河道治理工作中亟待解决的问题。
传统的氨氮去除方法如生物法、化学法等存在着许多缺陷,包括处理效率低、操作成本高和产生二次污染等。
而改性沸石因其具有大比表面积、丰富的表面羟基和良好的吸附性能等优点,成为了研究氨氮去除的热门材料之一。
通过对改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究,可以为提高氨氮去除效率、降低治理成本和保护水环境提供理论依据和实践指导。
开展改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究具有重要的意义和价值。
1.2 研究目的研究目的是通过对改性沸石在河道治理中氨氮吸附-脱附工艺的研究,探讨其在改善水体环境质量和保护生态系统方面的应用潜力。
具体目的包括:1. 研究改性沸石对氨氮的吸附和脱附性能,在提高氨氮去除效率的基础上,探索其在水体处理中的实际应用价值;2. 通过实验和分析,比较不同条件下改性沸石对氨氮的吸附-脱附效果,为工程应用提供科学依据;3. 探讨改性沸石在河道治理中的可持续性和环境友好性,为未来水体污染治理提供可靠技术支持。
沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究随着水环境污染的日益严重,水质的改善已成为迫切的社会问题。
氨氮是最常见的非颗粒态污染物之一,它会伤害人类健康,破坏水体生态系统,从而影响生产和生活环境。
因此,去除水中氨氮变得十分重要。
很多研究表明,沸石是一种有效的去除水中氨氮的方法。
沸石具有优良的吸附性能,能够吸附氨氮,从而改善水质。
然而,沸石本身具有较弱的强度和耐久性,这限制了它的使用。
为了使沸石更适应水质改善的应用,一种改性技术被提出和研究,即将沸石的外表覆盖一层改性剂,以改善沸石的强度和耐久性。
近年来,沸石改性技术受到关注,被用于改善水质,特别是去除水中氨氮。
然而,沸石改性及其去除水中氨氮的研究尚未完全了解和完善。
因此,本研究旨在通过实验研究,深入探讨沸石改性技术对去除水中氨氮的作用及其原理。
首先,将沸石与多种改性剂结合,进行改性处理,以改善沸石的强度和耐久性。
其次,通过采样、样品处理、氨氮定量测定等方法,对改性沸石的吸附性能进行测试,探究其沸石改性对去除水中氨氮的作用。
结果表明,改性沸石具有良好的吸附性能,能够显著降低氨氮含量,从而改善水质。
此外,通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法研究了改性沸石的结构及其去除氨氮的机理。
结果表明,与未改性的沸石相比,改性沸石的表面更加粗糙疏松,比表面积更大,具有更好的吸附性能。
改性沸石的孔径表面能改变氨氮的构型,增加氨氮分子的活性位,从而有效去除水中氨氮。
综上所述,本研究表明沸石改性技术是一种有效去除水中氨氮的方法。
改性沸石具有优良的强度和耐久性,同时拥有良好的吸附性能。
此外,本研究还探讨了改性沸石去除氨氮的机理,为进一步研究和开发改性沸石技术提供了重要参考。
沸石的改性及其去除水中氨氮的研究丁仕琼,王东田*,黄梦琼,倪秋洋(苏州科技学院化学与生物工程学院,江苏苏州215009)摘要:研究了在不同改性条件下沸石对氨氮的去除效果,结果表明:0.3mol ·L -1的NaCl 溶液在100℃下对沸石的改性效果最佳,氨氮去除率可达87.9%。
研究了水样的pH 值、吸附时间对改性沸石吸附氨氮的影响。
关键词:沸石;改性;氨氮中图分类号:O611文献标识码:A文章编号:1672-0687(2010)02-0033-04由于工农业的发展、人口的剧增及城市化,大量含氨氮的生活污水和工业废水被排入天然水体,作为一种无机营养物质,氨氮是引起海洋、湖泊、河流及其他水体富营养化的重要原因。
目前,国内外常用的去除氨氮的方法主要有生物硝化-反硝化法、空气吹脱法、化学法、吸附和离子交换法等[1]。
其中吸附法和离子交换法由于具有占地面积小、工艺简单、操作方便等优点,常被用于含氨氮污水的处理。
天然沸石是一种廉价的无机多孔材料,具有较大的比表面和较强的离子交换能力,尤其是对氨氮有很强的选择吸附能力[2 ̄4],且沸石在我国资源丰富[5]。
沸石离子交换性能大小不仅与沸石的种类有关,而且还与沸石的硅铝比值、晶格中孔径大小、孔道畅通情况、阳离子的位置和性质以及交换过程中的温度、压力、离子浓度、pH 值等诸多因素有关。
大量研究表明,采用无机酸碱、无机盐或氧化剂对沸石进行改性预处理,可以在一定程度上改善其交换性能。
对沸石进行改性处理主要有两个目的:一是去除沸石表面和微孔道内的有机或无机杂质,提高单位重量沸石的交换能力,加快交换速率;二是对沸石内部的阳离子进行重整,改善离子交换性能。
笔者采用无机钠盐对人造沸石进行改性,并研究其对水中氨氮的吸附效果。
1沸石吸附氨氮的机理沸石是一种呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物的总称。
其化学通式可表示为:(Na,K)x ·(Mg,Ca,Sr,Ba)y ·[Al x +2y Si n -(x +2y )O 2n ]·m H 2O ,其中x 为碱金属离子的个数,y 为碱土金属离子个数,n 为硅铝离子个数之和,m 为水分子个数。