热改性沸石对模拟废水脱氮除磷效果研究(2)

1.1沸石的基本特性 沸石的骨架结构由硅铝氧桥相互连接构成,由于硅的四面体连接方式不同,在沸石结构中形成了多个孔穴和孔道。通常它们被阳离子和


1.1沸石的基本特性

沸石的骨架结构由硅铝氧桥相互连接构成,由于硅的四面体连接方式不同,在沸石结构中形成了多个孔穴和孔道。通常它们被阳离子和水填充,可进行阳离子交换,加热可使水从沸石中脱出,而沸石结构不会改变,能够再生使用。沸石可分为天然沸石和合成沸石两大类。其中天然沸石是在1756年瑞典的一位矿物学家首先发现的。其显著特点是孔隙度高、比表面积大,离子交换性、吸附性、 催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异, 因此被广泛用于石油化工、环境保护、农牧业、 建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。

1.2国内外在利用沸石处理废水应用的研究现状

在我国经济迅速发展的同时,环境污染也日益严重。水体污染也严重,其中水体中重金属是水体污染的因素之一,例如镉,汞,铅,锌等重金属离子,且对人体危害也很大,所以要采取处理措施。消除水中重金属的方法主要有活性炭吸附法,溶剂萃取法和离子交换法等。其中有实验表明天然沸石对处理上述重金属离子的效果较好。并且被沸石吸附处理过的重金属,可浓缩回收,沸石在处理之后也可再次利用。 罗道成研究了改性沸石对电镀废水中铅,锌,镍离子的吸附作用。通过灼烧,NAOH浸泡制得改性沸石"在静态条件下,研究了改性沸石颗粒对重金属离子的吸附效果及条件。电镀废水经改性沸石颗粒吸附后,废水中铅,锌,镍的含量低于国家排放标准。

通过比较天然沸石与不同改性剂制得的改性沸石对总磷、氨氮的去除效果,以获得一种有效提高天然沸石吸附总磷、氨氮能力的改性剂,筛选出一种去除总磷、氨氮效果最好的改性沸石,分析其吸附类型,研究其去除总磷、氨氮的影响因素,为改性沸石在实际水处理中的应用提供一定的参考依据。

2材料与方法

2.1 实验部分

实验材料:选用河南巩义产天然斜发沸石,粒径为0.5-1mm。

 实验仪器:马弗炉

         医用手提式蒸气消毒器或一般压力锅(1.1-1.4kg/cm2)

          50ml具塞器

         分光光度计

         电子天平

         连续流动分析仪

 实验试剂:硫酸溶液

抗坏血酸

过硫酸钾

钼酸盐溶液

2.2 沸石改性方法

  称取10g天然沸石5份分别放置马弗炉中,在200℃,300℃,400℃,500℃和600℃下对天然沸石进行煅烧2H.选择最佳煅烧温度,再将天然沸石在该温度下分别烧1h,2h,3h,4h,5h得到最佳改姓条件。

2.2.1焙烧温度和时间试验

将天然沸石在不同温度、不同时间的马弗炉中焙烧。在加热阶段后,天然沸石在恒温下煅烧,然后在炉子中自然冷却。对改性样品进行吸附试验,并与五份不同条件下煅烧的天然沸石氨氮去除率进行了比较。根据试验结果,确定了最佳焙烧温度T和焙烧时间H。

2.2.2冷却方法

在最佳焙烧条件T和H下进行煅烧实验,通过三种方式进行冷却试验。这三种办法分别为炉内冷却,炉外冷却,封闭容器冷却。经过处理后,对改性样品进行氨吸附试验,对比三种实验最后的实验表明最佳冷却方法。

2.3吸附方法

取洗净烘干好的天然沸石,称取2.0g改性沸石,分别加入到盛有100ml,10mg/L氨氮标准溶液和5mg/L总磷标准溶液的锥形瓶中,静置24h后去上清液测定氨氮和总磷浓度。

2.4模拟废水配制及氨氮测定分析

用电子天平称取3.8190g氯化铵(NH4Cl,优纯级,在100-105℃干燥2h),溶于去离子水中,移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液可稳定1个月。实验中用到的不同浓度的氨氮废水均由此标准储备液加去离子水稀释而成。