NanoChem分子筛对高氨氮废水去除效果的研究
摘要:采用新型的离子吸附交换材料NanoChem分子筛,研究对高浓度氨氮的模拟废水和实际垃圾渗滤液的去除效果。结果显示,氨氮吸附符合Langmuir吸附等温线,其中单位NanoChem分子筛吸附氨氮饱和浓度以N计算为364mg·g-1,对高浓度氨氮的吸附能力比天然沸石或者微孔分子筛强3~30倍。在间歇实验中考察了操作参数对氨氮去除的影响,NanoChem分子筛20h后基本达到离子交换平衡;氨氮去除量随着初始浓度的增加而增加,而去除率则随着初始浓度的增加而减少;同时溶液初始pH值不但影响氨氮去除率还影响离子交换特性;再生前后氨氮去除效果变化不大,重复性强。动态连续流研究发现NanoChem分子筛能用于实际高浓度氨氮废水的去除,去除率可达到100%。
关键词:NanoChem分子筛,吸附容量,离子交换,高浓度氨氮,去除效果
水体中氨氮的来源是多方面的,而高浓度的氨氮主要来自于钢铁、石化、制药等工业废水,以及城市生活污水、农业污水和垃圾渗滤液等。氨氮是水相中的主要形态,以非离子氨(NH3)和离子铵(NH4+)2种形式存在。氨氮加快湖泊和河流的水体富营养化,也给生活和工业废水处理带来很大的困难,因此废水脱氮势在必行。目前,氨氮已成为污水深度处理的重要指标之一。迄今,如何开发出经济有效的氨氮处理方法已成为水处理领域的研究难点。
目前,对于低浓度氨氮废水处理,应用较多的方法是折点氯化法、离子交换法、生物硝化和反硝化法等,高浓度氨氮废水的处理常采用物化和生物组合工艺。生物法尽管有效,但氨氮的生物转化作用缓慢,而常规的离子交换法多适用于中低浓度(<500mg·L-1)氨氮废水的处理,对于高浓度的氨氮废水会因交换剂再生频繁而造成操作困难。因此,探寻新型离子交换剂,增加其交换容量,提高吸附性能,延长使用周期,特别是采用纳米分子筛进行氨氮去除的研究,已成为目前研究的热点内容。
本实验中采用“纳米”技术开发而成的新型离子交换材料“NanoChem分子筛”,对高浓度氨氮进行去除及回收利用研究,比较纳米材料与一般离子交换材料的区别,探讨纳米离子交换材料的优点,同时对实际垃圾渗滤液中高浓度氨氮有机废水进行去除实验分析,通过NanoChem工艺对垃圾渗滤液中高浓度的氨氮进行预处理,降低其氨氮浓度,以期为后续生物处理提供基础。
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